Хабрахабр

Как мы лечили кота Лапуню

Научный коллектив малого инновационного предприятия (МИП) «Биомиметикс», созданного молодыми учеными НИТУ «МИСиС» на базе университета, совместно с коллегами из НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина создали уникальный гибридный имплантат для замещения пораженного участка кости.

Согласно послеоперационным наблюдениям, имплантат прижился, динамика выздоровления усатого пациента положительная. Имплантат, полностью имитирующий структуру кости, был вживлен в ветклинике «Биоконтроль» 14-летнему домашнему коту Лапуне, больному остеосаркомой.

image

Сердцевина гибридного имплантата, выполнена из пористорого сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а каркас напечатан на 3D-принтере из титанового сплава. Молодые ученые МИП «Биомиметикс», работающего на базе НИТУ «МИСиС», в течение нескольких лет занимаются разработкой биосовместимых костных имплантатов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Подобная структура – полная копия структуры настоящей кости, где пористый СВМПЭ соответствует внутренней, трабекулярной, части, а титановый сплав со слоем сплошного СВМПЭ – твердой внешней, кортикальной.

image
Образцы имплантатов

В сотрудничестве с НМИЦ онкологии имени Н.Н. В марте-апреле 2019 года имплантат вживили домашнему коту по имени Лапуня после удаления 6-сантиметрового участка кости передней лапы, пораженной остеосаркомой. Операция была проведена хирургами ветклиники «Биоконтроль». Блохина была разработана клеточно-инженерная конструкция: специалисты ООО «Биомиметикс» изготовили имплантат, а их коллеги из лаборатории клеточного иммунитета заселили его клетками, выделенными из костного мозга самого пациента, для ускорения вживления имплантата.

image
«Имплантат стоит здесь»

Прежде всего, это означает, что он не будет принимать на себя излишнюю нагрузку, а значит, кость на месте его присоединения не будет охрупчиваться, как это часто бывает с металлическими имплантатами. «Уникальность нашей разработки состоит в том, что имплантат по своим характеристикам практически полностью соответствуют обычной кости. Это особенно важно с учетом того, что домашним животным, в отличие от людей, не объяснишь, что на время восстановления конечность нужно беречь», — рассказывает генеральный директор ООО «Биомиметикс», научный сотрудник Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС», к.ф. Кроме того, полимерную поверхность имплантата удобно заселять собственными клетками пациента, что существенно ускоряет приживаемость. Федор Сенатов. -м.н.

image
Лапуня на съемках

Таким образом, вживление такого гибридного клеточно-инженерного имплантата становится хорошей альтернативой традиционному радикальному лечению – ампутации, а также куда более сложным в плане приживаемости металлическим имплантатам. Согласно послеоперационным наблюдениям на июнь 2019 года, имплантат прижился, динамика выздоровления положительная, кот передвигается самостоятельно.

image
Стерильные титановые заготовки для имплантатов

До начала использования инновационного имплантата при лечении людей должно пройти еще не меньше 3–4 лет клинических испытаний и технологических доработок. Успешная операция, сделанная Лапуне, знаменует собой окончание испытаний гибридного материала in vivo, на лабораторных животных, и переход к следующей стадии – применения в ветеринарии.

image
Процесс получения полиэтилена мелкодисперсной структуры — загрузка в планетарную мельницу.

Если раньше материаловеды и биологи работали в связке достаточно редко, то сегодня две науки начинают все активнее взаимодействовать, образовывая новое междисциплинарное поле. Отметим, что такое научно-исследовательское направление, как биомедицинские материалы, в последние годы становится в НИТУ «МИСиС» одним из магистральных направлений развития университетской науки. Федор Сенатов, кстати, является одним из руководителей биомедицинского направления iPhD. Не случайно именно биоматериаловедение (наряду с квантовым материаловедением и аддитивными технологиями) стало одним из трех наиболее перспективных научных направлений, отобранных для участия в новой интегрированной учебной программе iPhD, которую мы запустили в этом году.

image
Процесс заселения имплантатов клетками пациента

С самого начала и все пять лет студент не на уровне пресловутых «курсовых», а «по-взрослому» разрабатывает свою научную тему, научно-образовательный трек формируется индивидуально для каждого студента в соответствии с его научной проблематикой. Суть этой программы в том, что мы объединяем магистратуру с аспирантурой, а образовательную составляющую – с научной. Подать заявление на обучение можно до 20 июля. При этом университет гарантирует возможность проводить исследования в современной лаборатории с передовым оборудованием и научное руководство со стороны серьезного действующего ученого.

image
Лапуня — телезвезда!

Справка об ученом:
Федор Сенатов – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС», генеральный директор ООО «Биомиметикс».
Уже более 5 лет Федор с коллегами занимаются вопросами биомиметических костных и хрящевых имплантатов и эндопротезов, в том числе и гибридных – совмещающих металл и полимер или два полимера с разными характеристиками.

image
Фёдор Сенатов со своей командой

Например, здесь мы говорили об имплантате из двух модификаций сверхвысокомолекулярного полиэтилена, здесь – о технологии, которая позволит сократить опыты над животными в процессе тестирования эндопротезов, а здесь показали, насколько прочен один из материалов, с которым работают ученые. Ранее мы уже писали на Хабре о разработках Федора и его команды.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть