Проекты

1. Биодеградируемые противоспаечные мембраны на основе тканевой инженерии

Спайки, возникающие после хирургических операций, являются наиболее распространенным послеоперационным осложнением. Более 90% пациентов после полостных операций страдают от спаек, которые проявляются в виде хронической боли, женского бесплодия, ухудшения проходимости кишечника и т.п. Эффективность существующих на рынке продуктов для профилактики спаек ниже 25%.

В ходе проекта решается задача по созданию специальных пленок, предназначенных для профилактики спаек. Продукт основан на биодеградируемом композитном материале с включением в него фармацевтических препаратов. Сочетание в пленках технологий, основанных на тканевой инженерии и новых способах доставки препаратов, обеспечат высокую эффективность предотвращения спаек и превосходство над существующими на рынке аналогами. Планируется достижение показателя профилактики спаек на уровне 70%.

Рис. Методика имплантации образцов мембран внутрибрюшинно: а) иссечение фрагмента мышечной ткани, б) закрытие дефекта мембраной, в) фиксация мембраны.

На основании проведенных исследований были сделаны следующие предварительные выводы:

1. Полимерные биодеградируемые мембраны обладают удовлетворительной био- и гемосовместимостью.

2. Выделение лекарственных препаратов происходит наиболее активно в первые сутки после имплантации.

3. После подкожной имплантации образцов мембран различного состава на животной модели признаков воспаления не обнаружено. Деградация происходит с образованием соединительно-тканной капсулы. Содержащей фрагментированные волокна полимера. Мембраны с Дексаметазоном имеют более быстрые темпы биодеградации.

Рис. Макроскопическая картина имплантированных образцов мембраны через 2 месяца имплантации. Обозначение: 1. Полимерная мембрана без модификации; 2) Мембрана с Тигацилом; 3) Мембрана с Дексаметазоном.

Руководитель: д.б.н., Кудрявцева Юлия Александровна.

2. Биодеградируемые сосудистые протезы малого диаметра

Частота развития атеросклероза среди населения из года в год возрастает, как и количество хирургических вмешательств по восстановлению кровотока в поврежденных кровеносных сосудах малого диаметра. Однако на рынке изделий для нужд сердечно-сосудистой хирургии до сих пор отсутствуют эффективные сосудистые протезы диаметром менее 4 мм. Потенциальная потребность в сосудистых протезах малого диаметра только по России составляет около 80 000 штук в год. 

Методологическое разнообразие сосудистой тканевой инженерии позволяет создавать сосудистые протезы с высоким потенциалом внедрения в клинику. Одной из особенностей такого подхода является работа с нестандартными видами материалов: биодеградируемыми и природными полимерами, биологически активными компонентами, задающими вектор гармоничной синхронизации замены полимерного каркаса новообразованной тканью с формированием фрагмента здорового функционально-активного сосуда.

Рис. Биодеградируемый сосудистый протез малого диаметра: А – макрофото; Б – стереомикроскопия, ув. х 10; В – сканирующая электронная микрроскопия, поперечный срез протеза, ув. х 17; Г – сканирующая электронная микрроскопия, внутренняя поверхность протеза, ув. х 1000.

Разработанный в НИИ КПССЗ способ изготовления биоактивного сосудистого протеза малого диаметра, устойчивого к тромбозам и формированию аневризм, а также способного к адаптивному росту, позволяет достигать физико-механические характеристики изделия, максимально приближенные к параметрам нативных артерий. Структура поверхности протеза схожа со структурой естественного внеклеточного матрикса. Проангионенные ростовые факторы, инкорпорированные в стенку протеза, способствуют привлечению и пролиферации сосудистых клеток и стимулируют формирование новообразованной сосудистой ткани на месте протеза. Модификация поверхности протеза лекарственными препаратами с антиагрегантной и антикоагулянтной активностью профилактирует развитие ранних тромбозов сосудистых протезов после их имплантации в сосудистое русло.

Выполнен полный спектр оценки биосовместимости изделия на этапе in vitro и проведены преклинические испытания на мелкой (крысы) и крупной (овцы) животных моделях, что позволило выявить все риски несостоятельности разработанного изделия, усовершенствовать технологию изготовления протеза и перейти к финальным преклиническим испытаниям на модели приматов – модели, максимально приближенной к человеку. Сосудистые протезы имплантированы в бедренную артерию половозрелых самцов павианов. Предполагаемый срок наблюдения за животными – 12 месяцев с момента имплантаций протезов.

Рис. Преклинические испытания на модели приматов: А – руководитель проекта, д.м.н., зав. лабораторией клеточных технологий Антонова Л.В.; Б – имплантация сосудистых протезов в бедренную артерию павиана; В – сосудистый протез диаметром 3,5 мм, имплантированный в бедренную артерию павиана; Г, Д –ультразвуковое исследование проходимости имплантированного сосудистого протеза.

Руководитель: д.м.н., Антонова Лариса Валерьевна.

3. Система повторного протезирования клапанов клапана сердца

Технические решения для протезирования сердечных клапанов включают различные типы биопротезов, которые можно разделить конструктивно на два класса: транскатетерные и хирургические. Недостатком первого типа устройств является отсутствие доступа хирурга к области имплантации для удаления патологически измененных тканей, что может повлиять на геометрию устройства и качество его работы. Биопротезы для открытого хирургического вмешательства обеспечивают такой доступ, но имеют свои собственные ограничения.

Целью настоящего проекта является создание системы протезирования клапана сердца, которая обеспечивает прямой хирургический доступ к зоне имплантации и формирование точной, симметричной и контролируемой рабочей геометрии протеза. Проведенные исследования позволили предложить конструкцию системы повторного протезирования клапанов сердца, которая состоит из стентоподобного протеза клапана сердца, реализующего баллонный способ фиксации.

Отличие данной конструкции состоит в том, что протез клапана сердца в имплантированном состоянии имеет цилиндрическую или близкую к таковой рабочую форму наружным диаметром 17, 19, 21, 23, 25, 27 или 29 мм, а сама система включает в свой состав баллонный катетер диаметром 16, 18, 20, 22, 24, 26 или 28 мм, придающий протезу строго определенную цилиндрическую форму и строго определенный диаметр, а также включает держатель имплантационный и его ручку, контролирующий вертикальность расположения комиссуральных стоек протеза.

Рис. Общий вид системы повторного протезирования в двух исполнениях: А – для использования в позиции клапана аорты; Б – для использования в атриовентрикулярной позиции (митральной или трикуспидальной), где 1 – Стентоподобный протез клапана сердца, 2 – баллонный катетер, 3 – держатель имплантационный, 4 – ручка держателя

Руководитель: к.т.н., Овчаренко Евгений Андреевич.