В НИТУ МИСИС представили прототип хрящевого имплантата гортани, который можно напечатать на 3D-биопринтере с учётом анатомических особенностей пациента и затем хирургически восполнить утраченный участок. Проект реализуется в сотрудничестве с Центром оториноларингологии ФМБА России.
Одна из наиболее распространённых тканей в организме — гиалиновая хрящевая. Она есть в гортани, носу, трахеях, бронхах, суставах, рёбрах и трубчатых костях. Гиалиновый хрящ гортани выполняет защитную и опорную функции для соседствующих органов, предотвращает коллапс дыхательных путей, а также к нему прикрепляются мышцы и связки. Однако в случае повреждений он плохо восстанавливается, потому что в нём нет кровеносных сосудов, а клетки, отвечающие за обновление, не могут активно делиться. Часто с этой проблемой сталкиваются онкопациенты при лечении рака — особенно на
Специалисты НИТУ МИСИС и «3Д биопринтинг солюшенс» предложили печатать сетку из термопластичного полиуретана с последующим термоформованием под конкретного пациента. Чтобы клетки могли крепиться к поверхности сетки, учёные предлагают покрывать её коллагеном или наносить биосовместимый полиэлектролитный комплекс хитозана и полиглутаминовой кислоты, широко используемый в регенеративной медицине. Оптимальная пористость для применения в хирургии составила 50% с модулем Юнга 82±5 МПа.
Кандидат медицинских наук, управляющий партнер «3Д биопринтинг солюшенс» Юсеф Хесуани отметил: «Несмотря на острую клиническую потребность на сегодняшний день не существует коммерчески доступных имплантатов для замещения дефектов щитовидного хряща, пригодных для массового применения в клинической практике. Биопечать же позволяет восстановить нативные ткани, воссоздать сложные анатомические формы и масштабировать тканевые конструкции. Поэтому мы с коллегами из НИТУ МИСИС разработали технологию печати персонализированных имплантатов, которые точно повторяют форму повреждённого участка».
Модель предполагает перспективное промышленное внедрение в течение
«Индивидуализированные полиуретановые каркасы хрящей мы получили при помощи FDM-печати и термоформования на основании данных КТ. Тесты на цитотоксичность показали, что материал абсолютно безопасен. Мы надеемся, что при дальнейшем внедрении разработка позволит ускорить реабилитацию пациентов», — отмечает выпускница программы «Биоматериаловедение iPhD» НИТУ МИСИС Елизавета Пешкина, чей проект был посвящен этой теме.
Исследование выполняется участниками консорциума «Инженерия здоровья» и ведётся в рамках стратегического технологического проекта НИТУ МИСИС «Биомедицинская инженерия и биоматериалы» по программе Минобрнауки России «Приоритет-2030».
