Ученые НГТУ НЭТИ совместно с коллегами из ТГУ разработали композитный материал для ускоренной регенерации тканей при имплантации

Ученые Новосибирского государственного технического университета НЭТИ совместно с коллегами из Национального исследовательского Томского государственного университета создали уникальный композитный материал для применения в хирургической стоматологии. Проект реализуется в рамках стратегического технологического проекта НГТУ НЭТИ «Новые инженерные решения и искусственный интеллект для биомедицины»» программы «Приоритет-2030». 

Инициатором разработки выступил стоматологический факультет Новосибирского государственного медицинского университета, сформулировавший задачу создать материал в двух модификациях — с металлическим каркасом и без него. Ученые НГТУ НЭТИ синтезировали биодеградируемую полимерную оболочку на основе модифицированного хитозана, а специалисты ТГУ разработали тонкий никелидтитановый сетчатый материал, предназначенный для армирования композита. 

«Полимер на основе модифицированного хитозана способен стимулировать регенерацию мягких тканей, а никелидтитановая сетка внутри композита выполняет каркасную роль — сохраняет заданный объем в мягких тканях и не дает им просесть в процессе заживления. Это особенно важно, например, для последующей дентальной имплантации. Технологически процесс создания материала выглядит так: в жидкий полимер погружают армирующую металлическую сетку, после чего готовое композитное изделие проходит обязательную стерилизацию. Погружение никелида титана в полимер позволяет комбинировать два эффекта: создание каркаса для поддержки мягких тканей и одновременно стимуляцию тканевой регенерации», — рассказал младший научный сотрудник Центра технологического превосходства НГТУ НЭТИ кандидат медицинских наук Александр Самохин.

Важную роль в разработке играет сетка из никелида титана, созданная коллективом лаборатории Томского государственного университета под руководством заведующего лабораторией медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы СФТИ ТГУ Екатерины Марченко.  

«Этот материал применяется при разработке медицинских изделий благодаря сочетанию механической стабильности, коррозионной стойкости и биосовместимости. Сетчатая структура позволяет сформировать легкий и гибкий каркас, который обеспечивает необходимую геометрию композита и способствует сохранению пространства для восстановления тканей. Биодеградируемая оболочка со временем рассасывается, что исключает необходимость операции по ее извлечению, а никелидтитановая сетка выполняет опорную функцию, помогая сохранять объем мягких тканей в период заживления», — комментирует старший научный сотрудник лаборатории медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы СФТИ ТГУ Гульшарат Байгонакова. 

Сейчас разработка находится на стадии доклинических испытаний. Первый этап — in vitro — уже подтвердил биосовместимость, безопасность и отсутствие токсичности материала для клеток. На втором этапе — in vivo — эксперимент проводился на лабораторных крысах, у которых моделировали дефект костной ткани. Для восстановления поврежденного участка использовали три модификации материала: полимер без металлического каркаса, композит с никелидтитановой сетью и комплекс из хитозановой основы и мезенхимальных стволовых клеток, которые способны активно стимулировать рост и восстановление костной ткани организма. 

По окончании экспериментальных сроков у животных был произведен забор биоматериала. В настоящее время проводятся гистологические исследования, цель которых — оценка динамики заживления и регенерации костной ткани, а также определение того, какая из трех модификаций покажет наилучший эффект. Результаты ожидаются к концу года.

В дальнейших планах — оформить патент и зарегистрировать разработку как медицинское изделие. 

Источник: НГТУ НЭТИ