НИТУ МИСИС презентовал инновационный прототип хрящевого имплантата для гортани. Этот уникальный имплантат создается на 3D-биопринтере с индивидуальным учетом анатомии пациента и позволяет хирургическими методами заместить утраченный хрящ. Разработка ведется при тесном сотрудничестве с Центром оториноларингологии ФМБА России.
Гиалиновый хрящ: Важность и проблема восстановления
Гиалиновая хрящевая ткань, одна из самых распространенных в организме, встречается в гортани, носу, трахее, бронхах, суставах, ребрах и трубчатых костях. Присутствующий в гортани гиалиновый хрящ обеспечивает опору соседним органам, защищает дыхательные пути от спадения, служит местом крепления для мышц и связок. Его слабая способность к восстановлению обусловлена отсутствием кровеносных сосудов и ограниченным потенциалом к делению у регенерирующих клеток. Особенно актуальна эта проблема для онкобольных на поздних стадиях рака гортани, когда опухолевое поражение требует удаления щитовидного хряща. Статистика распространенности рака гортани в стране в 2022 году указывает на значимую величину: 28,7 случая на 100 тысяч населения.
Технология персонализированной биопечати
Команда МИСИС совместно со специалистами "3Д биопринтинг солюшенс" разработала передовую технологию создания имплантатов гортанного хряща, идеально моделирующих форму дефекта. "Эта разработка открывает перспективы для промышленного внедрения в ближайшие годы. Универсальность подхода позволяет адаптировать его и для восстановления других видов гиалинового хряща", — подчеркнула ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.
Материалы и конструкция имплантата
Технология базируется на печати сетчатой структуры из термопластичного полиуретана и ее последующей термоформовки по индивидуальным параметрам пациента. Для обеспечения прикрепления клеток к поверхности сетки предлагаются два покрытия: коллаген или биосовместимый полиэлектролитный комплекс на основе хитозана и полиглутаминовой кислоты, известный в регенеративной медицине. Определены оптимальные характеристики имплантата: пористость 50% и модуль Юнга 82±5 МПа.
Восполняя важный клинический пробел
"Нынешний дефицит коммерчески доступных имплантатов для щитовидного хряща восполняет именно 3D-биопечать. Она открывает новые горизонты в восстановлении естественных тканей, точном воспроизведении сложных структур и массовом производстве тканевых конструкций", — прокомментировал Юсеф Хесуани, управляющий партнер "3Д биопринтинг солюшенс".
Безопасность и перспективы клинического внедрения
"Персонализированные каркасы мы изготовили методом FDM-печати и термоформовки по данным компьютерной томографии. Тестирование материала на цитотоксичность подтвердило его абсолютную безопасность. Мы уверены, что данная разработка значительно ускорит процесс реабилитации пациентов", – отметила Елизавета Пешкина, выпускница программы НИТУ МИСИС "Биоматериаловедение iPhD", посвятившая этой теме свой проект.
Стратегическое развитие биомедицинской инженерии
Работа выполняется участниками консорциума «Инженерия здоровья» в рамках стратегического проекта НИТУ МИСИС «Биомедицинская инженерия и биоматериалы» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030».
Источник: scientificrussia.ru
