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 создании 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.
