Зеленоградские ученые ускорят процесс заживления тканей при имплантации | Новости Зеленограда | Окружная электронная газета Зеленограда
Учредитель: Префектура ЗелАО г. Москвы Учредитель: Префектура ЗелАО г. Москвы

Зеленоградские ученые ускорят процесс заживления тканей при имплантации


В МИЭТ разрабатывают технологию направленной модификации поверхностей биосовместимых пластиков и увеличения ростовой активности для сокращения периода интеграции импланта. Об этом сообщается на сайте вуза.

В разработке принимают участие сотрудники Научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнология» МИЭТ: к. т. н. Алексей Ромашкин, к. т. н. Денис Левин, инженер, аспирант кафедры квантовой физики и наноэлектроники Юрий Поликарпов и другие сотрудники. Общее руководство и руководство НОЦ ЗМНТ осуществляет профессор, д. ф.-м. н. Владимир Неволин. Индустриальный партнер – Зеленоградский нанотехнологический центр.

Предлагаемая технология позволит обеспечить увеличение количества клеток, которые бы росли на модифицированной поверхности относительно немодифицироанной поверхности, в 5-6 раз за первые несколько суток после их закрепления. За счет такого увеличения роста клеток уже имеется возможность сокращения периода интеграции импланта, что особенно актуально при восстановлении костной ткани. И это несмотря на то, что изучаемые процессы происходят в течение небольшого промежутка времени, на первичной стадии интеграции импланта, когда клетки прикрепляются к внедренной новой поверхности.

– Цель была в том, чтобы разработать технологии модификации, которые позволяли бы существенно улучшить рост остеобластов на поверхности биопластиков, – рассказывает Алексей Ромашкин. – И с учетом биодеградации полимера, в перспективе обеспечить их рост и формирование ткани в том пространстве, которое находится между внедряемым имплантом (например, на основе титана) и тканью живого организма. Биоразлагаемые биопластики – это, например, полимеры на основе полилактида (наиболее распространенные). При этом важно соблюсти условие, что скорость их биодеградации остается такой же, как и скорость выращивания костной ткани. Чтобы, пока они деградируют, костная ткань нарастала.

 

ЭКСПЕРИМЕНТЫ IN-VITRO

В ходе экспериментов на клетках, вне живого организма, ученые получили стабильное увеличение количества клеток, вырастающих на модифицированной поверхности. Эксперимент проходил в лаборатории культур клеток в НИЦ эпидемиологии и микробиологии имени почетного академика Н.Ф. Гамалеи (бывший НИИ вирусологии им. Д. И. Ивановского). Модификацию предполагалось проводить двумя способами. Первый – это модификация в плазме. В качестве биопластика был выбран полилактид: из него делались пленки и потом модифицировались в аргоновой плазме. Еще один вариант модификации был за счет молекул волокон природных биополимеров. Выбор пал на коллаген, который является основным компонентом соединительной ткани: костей, сухожилий, хрящей и других.

На этом этапе ученые столкнулись с проблемой: большинство методов нанесения коллагена основано на том, что используются такие растворы, которые так или иначе повреждают его структуру. А если структура повреждена, и наши ученые это тоже проверили, клеткам становится все равно, есть коллаген или его нет. То есть, последовательность аминокислотных остатков, которая присутствует на поверхности волокна в определенных точках, при нарушении структуры волокна, не срабатывает.

Ученые поняли, что технология должна быть разработана такая, чтобы она ни в коем случае не повреждала природную структуру волокна коллагена. Им приходилось работать с очень нестабильными водными растворами коллагена. Чтобы понять эту нестабильность, попробуйте размешать в воде сахар. Положите в кружку хоть десять кубиков сахара, и вы все равно получите просто раствор: в осадок он не выпадает, никак не расслаивается. Такой раствор можно наносить, переливать и т.д. С коллагеном так не получится: добавляем его в виде порошка, а он выпадает сразу в осадок. То есть, время, пока он падает в осадок и расслаивается, очень маленькое. Как же его наносить, если он весь неоднородный?

– Мы применили ряд подходов по его размешиванию и ультразвуковой обработке, то есть, действовали не химическими, а физическими методами, – говорит Алексей Ромашкин. – И получили не раствор, а достаточно стабильную дисперсию (когда отдельные крупные частицы «плавают»), с которой можно работать. Способ нанесения мы выбрали аэрозольный: он удобен тем, что его можно наносить на изделия сложной формы, что важно при применении в имплантах, а кроме того у нас в рамках выполнения предшествующих работ была установка собственного изготовления, позволяющая осуществить такое нанесение.

Дальше нужно было сделать ряд тестовых подложек и определиться, какая концентрация этих коллагеновых волокон на поверхности дает нужный эффект.

– Удивительным оказалось то, что у нас получилось увидеть существенное увеличение количества клеток, когда коллаген есть и когда его нет, уже при 1% заполнения площади поверхности. То есть, даже если его крайне мало, для клетки это все равно существенно. Клетка – размером порядка 20 на 20 микрон. И если на этой площади оказывается десяток тонких, диаметром менее 100 нанометров, волокон, это уже вносит существенный вклад в то, как она будет закрепляться и расти. Большие концентрации делать совершенно не обязательно. И эта технология применима для поверхностей любой формы, к чему мы и стремились изначально.

Для экспериментального нанесения ученые использовали стеклянные подложки, покрытые слоями титана и полилактида. Лучшие результаты были получены с проведением плазмообработки и наличием коллагена. Ученые добились улучшения ростовой активности клеток на модифицированной поверхности, и теперь готовятся к проведению более серьезных испытаний – на живых организмах.

 

ПЕРСПЕКТИВЫ

Сейчас возможность новых испытаний обсуждается с индустриальным партнером проекта – Зеленоградским нанотехнологическим центром (ЗНТЦ). На описанные способы модификации уже получены патенты, а часть находится на стадии экспертизы заявок на изобретения. В случае успешных экспериментов технология получит возможность использования на реальных имплантах. Дальнейшей стадией является регистрация подобных медицинских изделий, после чего появится возможность существенно сокращать период интеграции импланта при помощи предложенной в НИУ МИЭТ технологии модификации.

Подпишитесь на рассылку:

  • RSS подписка
  • email подписка

Другие новости раздела


Зеленоградские ученые ускорят процесс заживления тканей при имплантации
13.02.2020 13:48

В МИЭТ разрабатывают технологию направленной модификации поверхностей биосовместимых пластиков и увеличения ростовой активности для сокращения периода интеграции импланта.

Зеленоградская компания-разработчик роботов проводит экскурсии для школьников
12.02.2020 16:32

Специалисты ООО «Нейроботикс» рассказали школьникам про антропоморфную робототехнику и нейротехнологии.

Анна Коробова: Будущее сложно предсказать, но его можно целенаправленно сформировать
07.02.2020 19:38

Представляем вашему вниманию интервью с Анной Коробовой, заместителем начальника Управления экономики и перспективного развития префектуры Зеленограда.

Анатолий Смирнов: День науки – наш общий праздник
07.02.2020 14:54

Префект Зеленограда отметил, что сегодня в округе есть около 50 крупных и средних предприятий, работающих в инновационной сфере.

Зеленоградский робот Бетси стал гостем Forum.Digital AI
07.02.2020 14:25

Робокрасавица поделилась своим мнением по поводу перспектив и прогнозов развития цифровой экономики РФ.

Геометрия промышленности: «Микрон» на фотовыставке индустриальной эстетики
05.02.2020 13:44

Объектами съемки стали кремниевые пластины и чип-модульные ленты с микросхемами.

Линейка радиочастотных решений «Микрона» пополнилась системой автоматизации доступа на парковку
30.01.2020 14:52

Система увеличит пропускную способность КПП за счет сокращения времени проезда автомобиля через шлагбаум или ворота.

Зеленоградская компания ISBC начала производство социальных карт для жителей Московской области
30.01.2020 14:14

Новые смарт-карты стали наиболее функциональными с технической стороны из существующих на рынке.

«Миландр» – в национальном рейтинге российских быстрорастущих технологических компаний
30.01.2020 13:56

Зеленоградская компания «Миландр» опубликована в рейтинге «ТехУспех-2019» в категории «Крупные компании».

В Зеленограде появится еще один современный завод по производству лекарств
30.01.2020 08:20

Композиционно предприятие будет представлять собой три смежных прямоугольных блока, выполненных в функциональном стиле.

«Микрон» – школьникам: первые часы-телефон «Москвенок» с чипом для прохода в школу и оплаты школьного питания
27.01.2020 14:56

Часы-телефон WOCHI X и кожаные браслеты WOCHI P включают полноценный функционал электронной карты школьника.

У охраны «Зеленопарка» появился киберколлега
24.01.2020 13:19

К патрулированию территории ТРЦ «Зеленопарк» приступил охранный робот «Трал Патруль 5» – разработка инженеров зеленоградской компании «СМП Роботикс».

Более 200 научных учреждений присоединились к Московскому инновационному кластеру
24.01.2020 09:51

В январе количество участников кластера превысило 700.

Корпорация развития Зеленограда подписала соглашение о сотрудничестве с Машиностроительным кластером Татарстана
20.01.2020 14:00

Корпорация развития Зеленограда и Машиностроительный кластер Татарстана готовы обмениваться коммерческой, технической и иной информацией.

Компания «Нейроботикс» примет участие в международных соревнованиях по созданию робота-аватара
16.01.2020 11:03

У зеленоградской компании есть хороший задел для создания ростового двуногого и двурукого робота, который требуется по условиям конкурса.

В столице построят девять промышленных предприятий
15.01.2020 16:32

Одно из них расположится в Северной промзоне Зеленограда на 1-м Западном проезде.

В МИЭТ будет создан лидирующий исследовательский центр
15.01.2020 12:59

Зеленоградский вуз вошел в семерку лидирующих исследовательских центров, которые будут развивать цифровые технологии в кооперации с коммерческими компаниями.

«Микрон» выпустил лимитированные серии новогодних карт «Тройка» и «Единый»
14.01.2020 12:13

Билеты со специальным праздничным оформлением можно приобрести в кассах и сувенирных точках Московского метрополитена.

Почта Банк выпустит первую на рынке партию карт «Мир» с бесконтактным чипом российского производства
10.01.2020 10:00

Пилотная партия карт «Мир» с чипами «Микрона» уже поступила в точки обслуживания банка в некоторых регионах.

В 2020 году на площадке «Алабушево» запустят новые производства
10.01.2020 08:20

По предварительным оценкам, заполнение площадки «Алабушево» особой экономической зоны «Технополис «Москва», которая находится в Зеленограде, произойдет к концу 2023 года.

«Микрон» развивает экспортное направление
30.12.2019 16:46

Зеленоградскому предприятию была одобрена субсидия в размере трех миллионов рублей на компенсацию части затрат на транспортировку продукции.

Подведены итоги голосования за выбор внешности для обновленного робота Betsy
30.12.2019 12:43

Завершилось голосование, в ходе которого все желающие могли повлиять на выбор цвета кожи, волос и глаз для робота Betsy зеленоградской компании «Нейроботикс».

Разработки компании «Нейроботикс» попали в топ-30 прорывных технологий России 2019 года
30.12.2019 12:40

Подводя итоги 2019 года, специалисты Mail.ru выделили 30 прорывных отечественных технологий, две из которых разработаны зеленоградской компанией.

Человекоподобный робот Бетси выступила в префектуре Зеленограда
27.12.2019 17:20

Представитель компании «Нейроботикс» рассказала о внешности, выборе имени и планах Бетси, а также о том, чем человекоподобные роботы могут быть полезны в повседневной жизни.

Зеленоградская компания предложила оснастить средства индивидуальной защиты радиочастотными метками
25.12.2019 15:58

Предприятия при сотрудничестве с ISBC получают возможность точного контроля того, надел ли сотрудник каску и защитную одежду перед входом на опасный объект.

Робо-красавица Betsy выступит в префектуре Зеленограда
23.12.2019 15:01

В холле на первом этаже префектуры Зеленограда с наступающим Новым годом жителей округа будет поздравлять робот Betsy, разработанный компанией «Нейроботикс».

Зеленоградский робот Пушкин пообщался с пассажирами аэропорта Шереметьево
20.12.2019 13:08

19 декабря в аэропорту Шереметьево им. А.С. Пушкина праздновали День пассажира.

Число резидентов особой экономической зоны «Технополис «Москва» планируют увеличить в два раза к 2025 году
20.12.2019 11:15

Особая экономическая зона значительно расширится за счет новых территорий возле площадки «Алабушево» в Зеленограде.


Фото & ВидеоВСЕ »

Новости Москвы