Ученые Сеченовского университета развивают применение 3D-печати в реконструктивной хирургии и биофабрикации

В Клинике онкологии, реконструктивной хирургии и радиологии Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова применяют аддитивные технологии для восстановления утерянных костных фрагментов у пациентов с онкологией. Сегодня это единственный подход, который позволяет максимально точно воссоздавать анатомию и наиболее эффективно восстанавливать утраченные функции в челюстно-лицевой области. Специалисты также работают над биофабрикацией сосудов, сообщает пресс-служба вуза.

Титан широко используется в 3D-печати костных имплантатов ввиду высокой прочности и биосовместимости. Прочности изделий хватает на несколько десятилетий, но только в тех случаях, когда не возникают рецидивы онкологических заболеваний. Имплантаты устанавливают после достижения ремиссии, когда у пациентов уже нет воспалительных процессов. В среднем реконструктивную пластику проводят через три-шесть месяцев после первичной операции.

Реконструктивная пластика с применением аддитивных технологий сегодня доступна только в крупных федеральных онкологических центрах, где объединены компетенции экспертов различных медицинских специальностей.

«Это всегда работа междисциплинарной команды. В нее входят хирург, лучевой диагност, который готовит снимки компьютерной томографии для последующего формирования модели дефекта и прототипа имплантата, и биоинженер, помогающий хирургу моделировать имплантаты. Вместе они продумывают точки фиксации, при необходимости добавляют в конструкцию пористые структуры и биоактивные покрытия, которые улучшают свойства имплантатов», — рассказал директор Клиники онкологии, реконструктивной хирургии и радиологии Сеченовского университета Игорь Решетов.

Сегодня реконструктивные хирурги и биоинженеры активно занимаются улучшением функциональности имплантатов за счет биоактивных покрытий, лекарственных препаратов и их «оживления» с помощью живых клеток или тканевых конструкций. Клетки выделяют из организма пациента и после проведения ряда процедур по очищению и концентрированию используют для усиления регенеративных процессов в области имплантации. В самых простых вариантах можно использовать плазму, обогащенную тромбоцитами, фракцию мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток жировой ткани или костного мозга.

Биоинженерия в аддитивных технологиях включает не только улучшение приживления различных имплантируемых устройств, но и проведение биомеханических расчетов и моделирования, обеспечивающих физиологические условия для направленного роста костных, мышечных и нервных тканей и восстановления кровоснабжения пораженных участков. Такие подходы реализуются, в частности, в области сосудистой хирургии для лечения облитерирующего эндартериита, приводящего к ишемии нижних конечностей, а также для устранения врожденных дефектов кровеносной системы у детей.

Один из ключевых проектов Клиники онкологии, реконструктивной хирургии и радиологии Сеченовского университета в области тканевой инженерии реализуется вместе со стратегическим партнером «Росатом Наука», управляющей компанией научного дивизиона государственной корпорации «Росатом». Он заключается в разработке технологии биофабрикации сосудов среднего и малого диаметра. Стадии процесса включают выделение аутологичных эндотелиальных клеток из внутренней выстилки сосудов пациента одновременно со стромальными и гладкомышечными клетками. После наращивания в культуре клетки особым образом послойно «заселяют» на предварительно сформированный синтетический каркас (скаффолд), после чего всю конструкцию помещают в биореактор для дозревания.

«Наша задача состоит в выращивании из клеток пациента сосудов длиной до десяти сантиметров, чтобы в последующем использовать их в клинике. В настоящий момент идет отработка технологий, проводятся испытания на мелких и средних лабораторных животных. Первый результат показал хорошую приживаемость таких сосудистых протезов, восстановление кровотока, и в сроках наблюдения до трех месяцев мы не видим никаких признаков тромбоза или окклюзии», — рассказал Игорь Решетов. 

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.