МИСИС: создан 3D-имплант уха, который прорастает сосудами и успешно приживается

Российские ученые впервые смогли воспроизвести у импланта, напечатанного на 3D-биопринтере, естественную биомеханику уха. Специалистам удалось объединить полимерный каркас с мягким гидрогелем на основе живых клеток — раньше этого не позволяли особенности 3D-биопечати. Испытания in vivo подтвердили, что имплант прорастает сосудистой сетью и успешно приживается, – рассказали "Газете.Ru" в МИСИС.

Микротия — аномалия ушной раковины, встречающаяся у одного из 10 000 новорожденных. Современные методы реконструкции имеют ограничения: аутологичная пересадка хряща связана с рисками, а синтетические импланты часто отторгаются. Биополимерные импланты, напечатанные на 3D-биопринтере, лишены этих недостатков, но могут деформироваться из-за стягивания кожи.

Чтобы улучшить приживаемость импланта после операции, специалисты НИТУ МИСИС совместно с коллегами разработали метод гибридной 3D-печати.

"Мы объединили в одном процессе гибридной 3D-биопечати две различные группы материалов: пористый и упругий каркас из полимеров, который дал нам биомеханику, а мягкий коллаген с хондроцитами обеспечил прорастание сосудистой сети и быструю интеграцию импланта в организме. Мы провели испытания на двух вариантах каркаса биопротеза — с полилактидными ребрами и без них. Обычный имплант продавился под нагрузкой и потерял половину формы. Ребра же повысили устойчивость конструкции к деформации на 44%", — рассказал доктор физико-математических наук Фёдор Сенатов, директор Института биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС.

Поры каркаса ученые заполнили коллагеновым гидрогелем с живыми хондроцитами — клетками, из которых со временем формируется собственная хрящевая ткань, не отторгаемая организмом как чужеродное тело. Также в коллагеновом гидрогеле активно развивается сосудистая сеть, без которой имплант уязвим к инфекциям, так как туда не попадают иммунные клетки.

"Мы наблюдали, как соединительная ткань и малые сосуды проросли через весь объем импланта, а в конструктах с хондроцитами сформировались скопления зрелых хрящевых клеток, которые при удачном исходе дадут начало новой хрящевой ткани внутри пор этого усовершенствованного биопротеза. In vivo испытания в течение трех месяцев показали, что искусственные уши успешно приживаются, не вызывают воспаления или отторжения и сохраняют анатомическую форму", — рассказал главный автор разработки, инженер научного проекта лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС Сергей Жирнов.

В работе также принимали участие сотрудники НКЦО ФМБА, НМИЦ ДГОИ им. Дмитрия Рогачева, НМИЦ кардиологии им. ак. Е. И. Чазова, НМИЦ ТО им. Н. Н. Приорова, Института пластической хирургии и косметологии, биотехнологической фирмы "Имтек" и 3Д Биопринтинг Солюшенс.

Ранее сообщалось, что в России впервые применили новый метод лечения тазового пролапса без сетки.