>
>
>
«Моя технология способна изменить жизни миллионов»: молодой ученый из Красноярска придумал, как восстанавливать кости

«Моя технология способна изменить жизни миллионов»: молодой ученый из Красноярска придумал, как восстанавливать кости

18.01.2019
0
С 2015 года молодой ученый Константин Кистерский работает над технологией функциональных костных имплантатов, которая может стать революцией в мировой медицине

Всегда хотел помогать людям

В 2015 году, когда я учился на втором курсе института, нам рассказывали о свойствах знаменитого биополимера «Биопластотан», созданного красноярскими биологами. Одна из его особенностей — термопластичность, и буквально через какое-то время мне приходит в голову идея: раз он обладает этим свойством, то почему бы не попробовать применить его для 3D-печати.

Красноярские биополимеры
«Биопластотан» — биологический полимер, созданный в 90-х годах красноярскими учеными Института биофизики СО РАН. Материал произведен с помощью микробиологического биосинтеза — проще говоря, является продуктом жизнедеятельности микроорганизмов при определённых условиях.
Полимер по сути является чистейшим безопасным природным пластиком и может служить в хирургии, трансплантологии и других областях медицины. В 2010 году в Красноярске стартовал мега-проект по производству биополимера под торговой маркой «Биопластотан». А руководитель проекта Екатерина Шишацкая была удостоена премии президента России.

Если вдаваться в самые корни, я всегда хотел помогать людям и изначально планировал поступать в медицинский, но я не гуманитарий, а технарь с навязчивой идеей создавать что-то своё. Поэтому в итоге я поступил в Институт фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ, где создание новых технологий охотно приветствуется. И мою идею в вузе поддержали, хотя она казалась фантастической.

В чем суть проекта и его главная фишка? Есть модель имплантата из биополимера, напечатанная на 3D-принтере, которая помещается в организм на место поврежденной кости. Постепенно на поверхность имплантата оседают остеобласты — клетки, задача которых — восстановление и обновление костной ткани. Остеобласты закрепляются на имплантате и начинают формировать костную ткань.

При этом полимер помогает клеткам в запуске процесса костной регенерации, поскольку обладает остеоиндукцией, то есть является материалом, стимулирующим остесинтез (процесс нарастания костной ткани). К тому же полимер биологически совместим с организмом, не отторгается, но постепенно полностью разрушается до углекислого газа и воды. Биоразрушение происходит по мере того, как клетки начинают формировать костную ткань и затем — твердую костную структуру.

То есть происходит наращивание кости, а имплантат постепенно «съедается». Пациент получает взамен поврежденной новую кость, которая точно так же функционирует, не доставляет никаких неудобств, не отторгается организмом и является абсолютно естественной.

Фантастика становится реальностью

Сейчас технология для понимания очень простая, но раньше приходилось сидеть с тонной статей и разбираться, а как же вся эта костная регенерация работает, и как вообще можно что-то внедрить в организм и сказать ему: «Вот макет — давай делай!». Во многом мне повезло, что есть наработанная с 70-х годов база о свойствах биополимеров и огромные достижения красноярских ученых, в том числе моего научного руководителя Екатерины Шишацкой.

Долгие месяцы я отрабатывал технологию печати на 3D-принтере. Дело в том, что изначально оборудование не совсем подходило для биополимера. Как материал он очень капризный и сильно отличается от модельных пластиков, созданных специально для 3D-принтеров.

Материалы по теме
Топ проектов красноярских ученых в сфере биотехнологий
Наука и жизнь: новые органы, наноалмазы и лекарства от рака

Принято считать, что 3D-печать таким классом биополимеров невозможна вовсе, но нам это удалось. Мы модифицировали принтер и изменили его конструкцию под свойства материала, хотя именно на этой стадии я чуть не бросил проект. Больше полугода получалось напечатать только полмиллиметра образца, затем он отрывался от подложки и приходилось останавливать процесс. Наступил момент разочарования, сложность казалась непреодолимой, но с любыми трудностями реально справиться, главное — не сдаваться.

Затем я презентовал проект научному сообществу и инвесторам. Дважды он становился победителем международного конкурса инновационных проектов и стартапов МГУ, был отмечен различными дипломами, а в 2017 году мы получили грант федеральной государственной программы «УМНИК» в 500 тысяч рублей.

Грантовые деньги помогли в развитии. Мы напечатали первичные образцы и стали смотреть, как клетки млекопитающих взаимодействуют с напечатанной поверхностью. Увидели, что к биополимеру они прикрепляются просто великолепно, могут задерживаться на нем, отлично растут. В этом году мы планируем начать исследования на клетках людей.

Проект-революция

Когда мы до конца реализуем и внедрим технологию, она поможет миллионам людей. Представьте: вместо металлического штыря пациент получит новую кость. При этом устранить можно будет любые травмы, даже такие, при которых кость полностью раздроблена.

Проект красноярского ученого даёт возможность пациенту восстановить свой костный аппарат без каких-либо следов имплантата через какое-то время. Человек получает ту же самую функциональную кость и может жить без ограничений и последствий травмы.
Фото: пресс-служба СФУ

Технологию можно использовать не только для лечения. Проект способен помочь изменить внешность: удлинить ноги, исправить искривление, нарастить скулы, причем, спустя какое-то время это уже будут не имплантаты, это будет естественная кость.

До нас такого никто не делал, потому что мы единственные в мире обладаем технологией синтеза полимера высочайшей степени биологической чистоты. Это наше ноу-хау, поэтому в перспективе мы планируем выйти на мировой рынок. И пусть изначально проект воспринимался как фантастический, сейчас, когда так много сделано, я понимаю, как всё это может функционировать, и, поверьте, никакой фантастики в моей идее нет.

Как принять участие в программе «УМНИК»

По всем вопросам, касающимся участия в программе «УМНИК», подачи заявки и получения консультаций, можно обращаться в проектный офис Красноярского регионального инновационно-технологического бизнес-инкубатора: Францева Марина Вячеславовна — начальник отдела сопровождения проектов, тел. (391) 201-77-77, почта: fmv@kritbi.ru

Кристина Иванова специально для интернет-газеты Newslab.ru

Шишацкая Екатерина Игоревна
Экс-депутат Законодательного Собрания Красноярского края второго созыва

Рекомендуем почитать