В Институте биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС разработали технологию для создания нервных кондуитов — биомиметичных имплантатов, которые в перспективе помогут восстанавливать периферические нервы. В отличие от существующих в мире аналогов, такие изделия будут не просто соединять повреждённые участки, а смогут воспроизводить ключевые элементы строения нерва и создавать направляющую среду для роста клеток. Инновационная методика обработки поверхности синтетических волокон позволит значительно увеличить число прикрепляющихся и ориентирующихся на них нейронов.
Восстановление периферических нервов — одна из самых сложных задач реконструктивной хирургии. При масштабных повреждениях врачи обычно пересаживают пациенту участок собственного нерва. Аутотрансплантация считается «золотым стандартом», однако требует дополнительного хирургического вмешательства, увеличивает продолжительность операции и приводит к травматизации здоровых тканей. Поэтому во всём мире ведётся поиск искусственных материалов, способных заменить собственный нерв пациента.
При повреждении нервных волокон их отдельные пучки нужно правильно соединить, а затем создать условия, чтобы нервные клетки могли закрепиться и расти в нужном направлении. В разработке биоинженеров МИСИС эти задачи объединены в одном трубчатом имплантате: он позволяет более точно соединить концы поврежденного нерва, помогает клеткам прикрепиться к поверхности направляющих элементов кондуита и таким образом ориентирует рост новых волокон. При этом по своему устройству имплантат ближе к естественному нерву, чем большинство существующих в мире решений.
«Принцип работы кондуита заключается в том, что концы повреждённого нерва помещают внутрь внешней каркасной трубки, создающей защитное пространство для восстановления тканей. При этом внутри могут располагаться, например, концентрические каналы или ориентированные полимерные волокна, которые формируют заданную микроархитектуру и помогают направлять рост нервных клеток», — рассказал один из авторов разработки Игорь Благов, лаборант-исследователь лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС.
Для создания подобных кондуитов используются биорезорбируемые полимеры — по мере восстановления тканей такой имплантат будет постепенно растворяться и со временем полностью выведется из организма.
«Частой проблемой в работе с культурами нервных клеток является низкая клеточная адгезия на синтетические материалы, что затрудняет и замедляет любые регенеративные процессы. Чтобы улучшить взаимодействие конструкции с нервными клетками, мы модифицировали поверхность полимерных волокон с помощью полидофаминового покрытия, а также дополнительно стабилизировали его малеиновой кислотой и предварительной обработкой. Такая стратегия позволила существенно повысить способность нейронов закрепляться на волокнах и ориентироваться вдоль них, что создает предпосылки для более эффективной регенерации тканей», — отметила к. ф.-м. н. Полина Ковалева, доцент Института Биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС.
Работа по созданию кондуита ведётся при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания (проект № FSME-2023-0006). Технология завершает лабораторные испытания, подана заявка на патент. Следующий этап — прототипирование и оценка эффективности в доклинических исследованиях.
По словам ректора НИТУ МИСИС Алевтины Черниковой, в рамках стратегического технологического проекта «Биомедицинская инженерия и биоматериалы», реализуемого в университете по госпрограмме «Приоритет-2030», ученые на протяжении ряда лет ведут исследования, которые позволяют значительно облегчить терапию различных заболеваний и улучшить качество жизни пациентов.
Информация предоставлена пресс-службой НИТУ МИСИС
Источник фото: ru.123rf.com
