РОССИЙСКАЯ НАУКА ВО БЛАГО ПАЦИЕНТОВ ОРТОПЕДИЧЕСКОГО и НЕВРОЛОГИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ.

Биофизиками создана полноценная замена сухожилиям, производство имплантатов для лечения остеохондроза, а также успехи «печати» хрящей и мышц» в космосе.

• Полимеры и композитные материалы заменят людям сухожилия.

Российские биофизики Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино создали и успешно испытали на лабораторных животных полноценную замену для сухожилий из полимеров и композитных материалов, не вызывающих воспалений и раздражения.

Разрывы связок и сухожилий — одна из самых тяжелых и трудноизлечимых травм у спортсменов (и обычных людей), зачастую становящаяся причиной завершения карьеры и/или инвалидности. До настоящего времени ни молекулярные биологи не «придумали» лекарство, которое бы заставило связку самовосстанавливаться, адекватной синтетической замены этих тканей пока также не существовало. Тяжелые повреждения ахилловых сухожилий или крестовидной связки лечатся при помощи сложных, дорогостоящих и не всегда эффективных операций (пересадка на место повреждения части других сухожилий) с последующим длительным периодом восстановительного лечения и реабилитации (до полугода).

В ИТЭБ выяснили, как можно ускорить процесс восстановления связки и при этом вернуть пациенту подвижность, когда экспериментировали с полимерными материалами, применяемыми для выращивания искусственных тканей. Зная, что сетки и нити из некоторых природных полимеров, к примеру, полигидроксибутирата, заставляют клетки, живущие в культурах в пробирках, прикрепляться к их поверхности и формировать некий аналог ткани, из которой их извлекли, к российским ученым пришла идея, что каркасы и сетки, сплетенные из нитей таких биополимеров, можно использовать для одновременного укрепления порванных сухожилий и их ускоренной регенерации. Ученые, при помощи волокон из полиамида проверили, как их комбинация влияет на состояние клеток, погрузив их в культуры соединительной ткани. В ходе экспериментов ученые вставили их в одну из лап десяти испытуемых крыс, у которых было повреждено ахиллово сухожилие. Через пять недель протез начал «обрастать» соединительной тканью. В это же время в связках, сшитых классическим способом, ничего подобного не происходило — в большинстве случаев нити начали рвать мышцы, а сами сухожилия атрофировались.

Новый имплантат способен обеспечить условия для формирования морфологически адекватной регенерированной связующей ткани в месте дефекта. Профессор Владимир Акатов рассказал в интервью РИА Новости, что созданный имплантат способен обеспечить условия для формирования морфологически адекватной регенерированной связующей ткани в месте дефекта: «Крайне важно, чтобы имплантируемые материалы не только работали как соединительная ткань, но и способствовали ее регенерации. Данный имплантат обеспечивает условия для эффективного формирования сильной и морфологически адекватной регенерированной связующей ткани в месте дефекта».

Специалисты обещают скорейшую адаптацию протезов для более крупных животных, а в конечном итоге, после прохождения всех клинических испытаний, их медицинскую практику.

• Импланты для страдающих остеохондрозом подешевеют.

По статистике в среднем в Российской Федерации выполняется порядка 10 тысяч операций ежегодно, и это несмотря на то, хирургическое лечение пациентов с остеохондрозом относится к разряду сложных манипуляций с длительным восстановительным периодом, высоким риском осложнений (назначают только в крайнем случае, порядка 1—3% больных из общего числа больных, когда консервативные методы лечения не дают результатов в течение длительного периода времени).

В 2020 году будет запущено производство имплантатов для лечения остеохондроза на 3D-принтере. В пресс-службе «Роснано» сообщили, что стартап «3D-кейджи» Северо-западного центра трансфера технологий, входящего в инвестиционную сеть Фонда инфраструктурных и образовательных программ, намерен к 2020 году зарегистрировать линейку серийных 3D-печатных кейджей типовых размеров для замещения поврежденных межпозвонковых дисков.

Сообщается, что данные межпозвонковые кейджи устанавливаются в ходе операции по стабилизации позвоночника (спондилодезе). Межпозвонковый диск замещается твердым кейджем, который удерживает один позвонок над другим на нужном расстоянии, фиксируя сегмент позвоночника и снимая боль. Спустя время позвонки срастаются с кейджем в единый костный блок. Уже на второй день после операции пациент может вставать, а меньше чем через неделю его выписывают домой. Такие кейджи не требуют замены на протяжении всей жизни. При условии, что в настоящее время все подобные операции выполняются с использованием иностранных имплантов, а российский продукт будет много дешевле аналогов, не уступая по качеству, можно говорить не только об импортозамещении, но и о хорошей новости для людей, страдающих тяжелой формой остеохондроза.

• Новые органы для человека создаются в космосе.

Создать что-либо в условиях космоса проблематично, так как «под рукой» нет всего необходимого для творения, а ждать «посылку» с Земли можно очень долго, заранее «с собой» прихватить то, что может понадобиться — нереально. При этом в отличии от «личных» вещей, инструментов и прочего, без которых можно выжить, если речь заходит об оказании высокоспециализированной медицинской помощи, при серьезных повреждениях, жизнь космонавтов (а в скором будущем и космических туристов) оказывается в опасности.  Тут выручить могут 3D-биопринтеры. И недавно рамках эксперимента на МКС российский 3D-биопринтер напечатал 12 органов.

Эксперименты по 3D-печати биологических образцов в условиях микрогравитации проводит множество компаний. Одна из них — это российская 3D Bioprinting Solutions, разработавшая принтер для печати органов и тканей «Органавт» (Organ.Avt). Работа по созданию устройства велась совместно с РосКосмосом, Институтом высоких температур РАН и Институтом медико-биологических проблем. С момента создания рабочей группы по проекту до момента реализации прошло рекордно короткое время — порядка полутора лет. Обычно научные эксперименты ставятся гораздо более длительно по времени, от 4 до 8 лет.

Особенностью этого устройства в отличие от обычных моделей, где ткань создается послойно путем наложения клеток друг на друга, является способность работать в невесомости и печатать ткань сразу с нескольких сторон. Разработчики сравнивают этот процесс с лепкой снежка: «представляете себе процесс экструзии? Похожим образом, слоями, на щетку выдавливают зубную пасту. По тому же принципу работает наш принтер. Если мы делаем несколько слоев, это аддитивное производство. Но есть и другой способ — можно взять снег и лепить снежок сразу со всех сторон. Этот метод мы использовали в условиях невесомости». При этом принтеру не нужны парамагнетики для удержания структур, что повышает выживаемость клеток. «Для этого используются магнитные волны: мы создаем магнитное поле заданной формы, и клетки не касаются никакой поверхности, они левитируют в жидкости, не взаимодействуя с субстратом. Они не соприкасаются со стенками лабораторной посуды, с кюветой, только друг с другом. На Земле они бы все время пытались упасть, а в условиях космоса они зависают в пространстве. Смысл в том, что при послойной печати клетки формируются на каркасе, а формативное производство позволяет создавать ткани с помощью только клеточного материала, без каркаса» — поясняет принцип работы исполнительный директор лаборатории Юсеф Хесуани.

В настоящее время проводится работа по созданию Многофункционального лабораторного модуля и его запуска в космос в ближайшее время, который будет предназначен для широкого пула разного рода экспериментов, в том числе под биофабрикацию и биопринтинг.

Что касается сроков, когда первый орган будет пересажен человеку, Международное общество биофабрикации сообщает, что не ранее 2030 года (в виду нормативно-правовых причин). И скорее всего первыми станут такие группы органов, как кожа и хрящ. Но ситуация меняется достаточно быстро в позитивную сторону, и возможно этот процесс пройдет быстрее.

О «космических» технологиях, которые позволят погрузить человека в «зимнюю спячку» и продлить «золотой час» медиков на спасение жизни, читайте на сайте специализированного медицинского центра ЭВО.

Источники: ЗдравФом, Российские биофизики создали полноценную замену сухожилиям

ТАСС / Производство имплантатов для лечения остеохондроза на 3D-принтере запустят в РФ в 2020 г.

HiNews / Российский 3D-биопринтер напечатал в космосе 12 органов

РИАНовости / Юсеф Хесуани: на МКС будем выращивать мышцы и бактерии