Ученые Новосибирского государственного технического университета (НГТУ НЭТИ) совместно с коллегами из Томского государственного университета (ТГУ) создали композитный материал для хирургической стоматологии. Он помогает мягким тканям восстанавливаться быстрее и сохраняет нужный объем в процессе заживления. Разработка находится на стадии доклинических испытаний: первый этап уже подтвердил ее биосовместимость, безопасность и нетоксичность.
Инициатором разработки стал стоматологический факультет Новосибирского государственного медицинского университета (НГМУ), где сформулировали задачу: создать материал в двух модификациях — с металлическим каркасом и без него. После этого специалисты НГТУ НЭТИ синтезировали биодеградируемую полимерную оболочку на основе модифицированного хитозана, а их коллеги из ТГУ разработали тонкую никелидтитановую сетку 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», — отметил младший научный сотрудник Центра технологического превосходства НГТУ НЭТИ, кандидат медицинских наук Александр Самохин.
Это особенно важно, в том числе, 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», — пояснил ученый.
Сетку из никелида титана создал коллектив лаборатории медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы СФТИ ТГУ под руководством ее заведующей 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», — прокомментировала старший научный сотрудник лаборатории медицинских сплавов и имплантатов с памятью формы СФТИ ТГУ Гульшарат Байгонакова.
Сейчас разработка на стадии доклинических испытаний. Первый этап — in vitro — уже доказал ее биосовместимость, безопасность и отсутствие токсичности для клеток. На втором — in vivo — эксперимент провели на лабораторных крысах со смоделированным дефектом костной ткани. Для восстановления поврежденного участка использовали полимер без металлического каркаса, композит с никелидтитановой сеткой, а также комплекс из хитозановой основы и мезенхимальных стволовых клеток, способных активно стимулировать рост и восстановление костной ткани.
По окончании эксперимента у животных взяли биоматериал на гистологические исследования. Они покажут динамику заживления и регенерации костной ткани и помогут определить, какая из трех модификаций даст наилучший эффект. Результаты ожидаются к концу года.
Сейчас в планах у исследователей — оформить патент и зарегистрировать разработку как медицинское изделие. Работа ведется в ходе стратегического технологического проекта НГТУ НЭТИ «Новые инженерные решения и искусственный интеллект для биомедицины».
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
