Научный коллектив малого инновационного предприятия (МИП) «Биомиметикс», созданного молодыми учеными НИТУ «МИСиС» на базе университета, совместно с коллегами из НМИЦ онкологии им. Н.Н. Блохина создали уникальный гибридный имплантат для замещения пораженного участка кости.
Имплантат, полностью имитирующий структуру кости, был вживлен в ветклинике «Биоконтроль» 14-летнему домашнему коту Лапуне, больному остеосаркомой. Согласно послеоперационным наблюдениям, имплантат прижился, динамика выздоровления усатого пациента положительная.
Молодые ученые МИП «Биомиметикс», работающего на базе НИТУ «МИСиС», в течение нескольких лет занимаются разработкой биосовместимых костных имплантатов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Сердцевина гибридного имплантата, выполнена из пористорого сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а каркас напечатан на 3D-принтере из титанового сплава. Подобная структура – полная копия структуры настоящей кости, где пористый СВМПЭ соответствует внутренней, трабекулярной, части, а титановый сплав со слоем сплошного СВМПЭ – твердой внешней, кортикальной.
Образцы имплантатов
В марте-апреле 2019 года имплантат вживили домашнему коту по имени Лапуня после удаления 6-сантиметрового участка кости передней лапы, пораженной остеосаркомой. В сотрудничестве с НМИЦ онкологии имени Н.Н. Блохина была разработана клеточно-инженерная конструкция: специалисты ООО «Биомиметикс» изготовили имплантат, а их коллеги из лаборатории клеточного иммунитета заселили его клетками, выделенными из костного мозга самого пациента, для ускорения вживления имплантата. Операция была проведена хирургами ветклиники «Биоконтроль».
«Имплантат стоит здесь»
«Уникальность нашей разработки состоит в том, что имплантат по своим характеристикам практически полностью соответствуют обычной кости. Прежде всего, это означает, что он не будет принимать на себя излишнюю нагрузку, а значит, кость на месте его присоединения не будет охрупчиваться, как это часто бывает с металлическими имплантатами. Кроме того, полимерную поверхность имплантата удобно заселять собственными клетками пациента, что существенно ускоряет приживаемость. Это особенно важно с учетом того, что домашним животным, в отличие от людей, не объяснишь, что на время восстановления конечность нужно беречь», — рассказывает генеральный директор ООО «Биомиметикс», научный сотрудник Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС», к.ф.-м.н. Федор Сенатов.
Лапуня на съемках
Согласно послеоперационным наблюдениям на июнь 2019 года, имплантат прижился, динамика выздоровления положительная, кот передвигается самостоятельно. Таким образом, вживление такого гибридного клеточно-инженерного имплантата становится хорошей альтернативой традиционному радикальному лечению – ампутации, а также куда более сложным в плане приживаемости металлическим имплантатам.
Стерильные титановые заготовки для имплантатов
Успешная операция, сделанная Лапуне, знаменует собой окончание испытаний гибридного материала in vivo, на лабораторных животных, и переход к следующей стадии – применения в ветеринарии. До начала использования инновационного имплантата при лечении людей должно пройти еще не меньше 3–4 лет клинических испытаний и технологических доработок.
Процесс получения полиэтилена мелкодисперсной структуры — загрузка в планетарную мельницу.
Отметим, что такое научно-исследовательское направление, как биомедицинские материалы, в последние годы становится в НИТУ «МИСиС» одним из магистральных направлений развития университетской науки. Если раньше материаловеды и биологи работали в связке достаточно редко, то сегодня две науки начинают все активнее взаимодействовать, образовывая новое междисциплинарное поле. Не случайно именно биоматериаловедение (наряду с квантовым материаловедением и аддитивными технологиями) стало одним из трех наиболее перспективных научных направлений, отобранных для участия в новой интегрированной учебной программе iPhD, которую мы запустили в этом году. Федор Сенатов, кстати, является одним из руководителей биомедицинского направления iPhD.
Процесс заселения имплантатов клетками пациента
Суть этой программы в том, что мы объединяем магистратуру с аспирантурой, а образовательную составляющую – с научной. С самого начала и все пять лет студент не на уровне пресловутых «курсовых», а «по-взрослому» разрабатывает свою научную тему, научно-образовательный трек формируется индивидуально для каждого студента в соответствии с его научной проблематикой. При этом университет гарантирует возможность проводить исследования в современной лаборатории с передовым оборудованием и научное руководство со стороны серьезного действующего ученого. Подать заявление на обучение можно до 20 июля.
Лапуня — телезвезда!
Справка об ученом:
Федор Сенатов – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС», генеральный директор ООО «Биомиметикс».
Уже более 5 лет Федор с коллегами занимаются вопросами биомиметических костных и хрящевых имплантатов и эндопротезов, в том числе и гибридных – совмещающих металл и полимер или два полимера с разными характеристиками.
Фёдор Сенатов со своей командой
Ранее мы уже писали на Хабре о разработках Федора и его команды. Например, здесь мы говорили об имплантате из двух модификаций сверхвысокомолекулярного полиэтилена, здесь – о технологии, которая позволит сократить опыты над животными в процессе тестирования эндопротезов, а здесь показали, насколько прочен один из материалов, с которым работают ученые.
Сюжет НТВ о Лапуне (с 08:46):
Автор — Мария Перемитина
Имплантат, полностью имитирующий структуру кости, был вживлен в ветклинике «Биоконтроль» 14-летнему домашнему коту Лапуне, больному остеосаркомой. Согласно послеоперационным наблюдениям, имплантат прижился, динамика выздоровления усатого пациента положительная.
Молодые ученые МИП «Биомиметикс», работающего на базе НИТУ «МИСиС», в течение нескольких лет занимаются разработкой биосовместимых костных имплантатов на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ). Сердцевина гибридного имплантата, выполнена из пористорого сверхвысокомолекулярного полиэтилена, а каркас напечатан на 3D-принтере из титанового сплава. Подобная структура – полная копия структуры настоящей кости, где пористый СВМПЭ соответствует внутренней, трабекулярной, части, а титановый сплав со слоем сплошного СВМПЭ – твердой внешней, кортикальной.
Образцы имплантатов
В марте-апреле 2019 года имплантат вживили домашнему коту по имени Лапуня после удаления 6-сантиметрового участка кости передней лапы, пораженной остеосаркомой. В сотрудничестве с НМИЦ онкологии имени Н.Н. Блохина была разработана клеточно-инженерная конструкция: специалисты ООО «Биомиметикс» изготовили имплантат, а их коллеги из лаборатории клеточного иммунитета заселили его клетками, выделенными из костного мозга самого пациента, для ускорения вживления имплантата. Операция была проведена хирургами ветклиники «Биоконтроль».
«Имплантат стоит здесь»
«Уникальность нашей разработки состоит в том, что имплантат по своим характеристикам практически полностью соответствуют обычной кости. Прежде всего, это означает, что он не будет принимать на себя излишнюю нагрузку, а значит, кость на месте его присоединения не будет охрупчиваться, как это часто бывает с металлическими имплантатами. Кроме того, полимерную поверхность имплантата удобно заселять собственными клетками пациента, что существенно ускоряет приживаемость. Это особенно важно с учетом того, что домашним животным, в отличие от людей, не объяснишь, что на время восстановления конечность нужно беречь», — рассказывает генеральный директор ООО «Биомиметикс», научный сотрудник Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС», к.ф.-м.н. Федор Сенатов.
Лапуня на съемках
Согласно послеоперационным наблюдениям на июнь 2019 года, имплантат прижился, динамика выздоровления положительная, кот передвигается самостоятельно. Таким образом, вживление такого гибридного клеточно-инженерного имплантата становится хорошей альтернативой традиционному радикальному лечению – ампутации, а также куда более сложным в плане приживаемости металлическим имплантатам.
Стерильные титановые заготовки для имплантатов
Успешная операция, сделанная Лапуне, знаменует собой окончание испытаний гибридного материала in vivo, на лабораторных животных, и переход к следующей стадии – применения в ветеринарии. До начала использования инновационного имплантата при лечении людей должно пройти еще не меньше 3–4 лет клинических испытаний и технологических доработок.
Процесс получения полиэтилена мелкодисперсной структуры — загрузка в планетарную мельницу.
Отметим, что такое научно-исследовательское направление, как биомедицинские материалы, в последние годы становится в НИТУ «МИСиС» одним из магистральных направлений развития университетской науки. Если раньше материаловеды и биологи работали в связке достаточно редко, то сегодня две науки начинают все активнее взаимодействовать, образовывая новое междисциплинарное поле. Не случайно именно биоматериаловедение (наряду с квантовым материаловедением и аддитивными технологиями) стало одним из трех наиболее перспективных научных направлений, отобранных для участия в новой интегрированной учебной программе iPhD, которую мы запустили в этом году. Федор Сенатов, кстати, является одним из руководителей биомедицинского направления iPhD.
Процесс заселения имплантатов клетками пациента
Суть этой программы в том, что мы объединяем магистратуру с аспирантурой, а образовательную составляющую – с научной. С самого начала и все пять лет студент не на уровне пресловутых «курсовых», а «по-взрослому» разрабатывает свою научную тему, научно-образовательный трек формируется индивидуально для каждого студента в соответствии с его научной проблематикой. При этом университет гарантирует возможность проводить исследования в современной лаборатории с передовым оборудованием и научное руководство со стороны серьезного действующего ученого. Подать заявление на обучение можно до 20 июля.
Лапуня — телезвезда!
Справка об ученом:
Федор Сенатов – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Центра композиционных материалов НИТУ «МИСиС», генеральный директор ООО «Биомиметикс».
Уже более 5 лет Федор с коллегами занимаются вопросами биомиметических костных и хрящевых имплантатов и эндопротезов, в том числе и гибридных – совмещающих металл и полимер или два полимера с разными характеристиками.
Фёдор Сенатов со своей командой
Ранее мы уже писали на Хабре о разработках Федора и его команды. Например, здесь мы говорили об имплантате из двух модификаций сверхвысокомолекулярного полиэтилена, здесь – о технологии, которая позволит сократить опыты над животными в процессе тестирования эндопротезов, а здесь показали, насколько прочен один из материалов, с которым работают ученые.
Сюжет НТВ о Лапуне (с 08:46):
Автор — Мария Перемитина
