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


«Микрон» получил международный сертификат соответствия для поставок на рынок автоэлектроники
24.03.2020 15:46

Это важный шаг в развитии системы менеджмента качества компании.

Проектный менеджер ГК «Нейроботикс» приняла участие в программе на телеканале ОТР вместе с «РобоКлоном»
23.03.2020 13:20

Эксперты обсудили итоги прошедших 20 лет и перспективы развития российской ИТ-отрасли.

SMS-информирование от ISBC Telecom обеспечит оперативное информирование персонала
18.03.2020 14:15

Массовое оповещение сотрудников становится возможным за счет сервисов зеленоградской компании, предоставляемых на бесплатной основе.

«Микрон» временно приостановил проведение групповых экскурсий
16.03.2020 15:55

Мера принята для предупреждения возможных рисков распространения коронавирусной инфекции.

Первые шаги в профессию: практика на «Микроне» для студентов профильной кафедры МФТИ
14.03.2020 12:27

Специалисты «Микрона» показали и рассказали будущим коллегам, как работает микроэлектронная фабрика.

Гендиректор компании «Нейроботикс» Владимир Конышев рассказал о работе в Зеленограде и за границей
13.03.2020 12:15

Жизненный путь уехавших за границу специалистов иногда приводит их обратно на родину, где им удается добиться еще большего успеха.

Банк РНКБ начал массовую эмиссию платежных карт «Мир» с бесконтактным чипом «Микрона»
12.03.2020 11:03

После успешного тестирования карты с дуальным чипом начали поступать во все офисы банка.

Собянин принял решение создать Оперативный штаб по вопросам экономики
10.03.2020 15:10

Ближайшая задача штаба – организовать мониторинг ситуации на ключевых предприятиях города и, при необходимости, оказывать им поддержку в поддержании финансовой стабильности.

Резиденты столичных технопарков могут подать заявку на получение городских субсидий
10.03.2020 14:50

Программа субсидирования распространяется в том числе на резидентов индустриальных парков и особых экономических зон «Технополис «Москва» и «Зеленоград».

Зеленоградская компания разработала систему для исследования ментальных состояний человека по ЭЭГ
05.03.2020 17:27

Аппаратно-программный комплекс «Когниграф» – это инструмент для исследований в области нейрофизиологии человека с использованием многоканальной ЭЭГ.

«Микрон» запускает в серийное производство радиочастотную метку для металлических промышленных объектов
05.03.2020 15:02

Метка предназначена для маркировки станков и оборудования, контейнеров и оборотной тары, промышленных роботов, транспорта.

«Ангстрем» проведет семинар по теме «Современные тенденции в аналого-цифровых и специальных схемах»
04.03.2020 11:14

Сотрудники отдела аналого-цифровых и специальных схем расскажут о новых разработках.

Российский научный фонд поддержал проект института биомедицинских систем МИЭТ
03.03.2020 14:07

Российско-германский проект посвящен исследованию проблемы повышения биосовместимости в роторном насосе крови «Спутник».

В МИЭТ обсудили перспективы развития цифровых технологий в юриспруденции
03.03.2020 13:35

Известные ученые в области криминалистики, юристы-практики и гуру в области цифровых технологий собрались на международной конференции.

ОЭЗ «Технополис «Москва» развивает инфраструктуру площадки «Алабушево» в Зеленограде
02.03.2020 11:10

По словам гендиректора ОЭЗ Геннадия Дегтева, до конца сентября число сотрудников площадки «Алабушево» увеличится вдвое.

Студенты МИЭТ посетили ПАО «Микрон»
27.02.2020 16:55

В рамках проекта «Открой #моспром» состоялась экскурсия на ПАО «Микрон».

Зеленоградская группа компаний ISBC представила новинки для транспорта
26.02.2020 13:43

На V ежегодном форуме «Инновационные платежные решения для транспорта» были представлены новые разработки и примеры их реализации.

Зеленоградские роботы станут главными героями фильма
26.02.2020 10:15

Режиссер Юлия Киселева начала работу над фильмом «Робот, я люблю тебя?»

На базе МИЭТ прошла международная конференция EIConRus-2020
21.02.2020 11:40

На площадке университета работало 7 секций конференции.

Зеленоградская разработка запущена в массовое производство
20.02.2020 10:01

Банк госкорпорации «Ростех» «Новикомбанк» одним из первых на рынке начал массовый выпуск банковских карт с чип-модулями «Микрона».

В Зеленограде прошли инженерные соревнования по теме «Цифровые сенсорные системы»
19.02.2020 10:41

Командные соревнования школьников прошли в МИЭТе, в детском технопарке «Смарт-парк».

«Микрон» приглашает на бесплатные экскурсии по производству
18.02.2020 14:08

20 февраля стартует новый сезон проекта Открой#Моспром, организованный ДИиПП г. Москвы.

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.


Фото & ВидеоВСЕ »