| Разработчики: | Московский физико-технический институт (МФТИ), Уральское отделение РАН |
| Дата премьеры системы: | 2024/11/27 |
| Отрасли: | Фармацевтика, медицина, здравоохранение |
Основные статьи:
2024: Анонс решения для быстрого восстановления хрещевых тканей в коленях после операции
В МФТИ разработали молды для выращивания клеточных сфероидов. Предложенное командой разработчиков из МФТИ и ИФМ УрО РАН технологическое решение позволяет формировать трехмерные клеточные структуры в культуральных сосудах. Речь идет не только о стандартных емкостях, но и о редких модификациях форм — многолуночных планшетах и чашках для конфокального микроскопа. Об этом 27 ноября 2024 года сообщили представители МФТИ.
Как сообщалось, операция по замене коленного сустава достаточно сложна технически и требует точности при определении формы протеза. Даже при незначительных отклонениях от правильных углов установки приводит к осложнениям: воспалительным процессам, сложностям с "приживаемостью" протеза. Именно поэтому приоритетным направления в развитии ортопедии являются технологии восстановление поврежденной хрящевой ткани с помощью сфероидов — трехмерных клеточных структур, которые имитирует условия окружающей среды живой клетки. Сфероиды внедряются в поврежденный участок хряща, где они начинают выделять биологически активные вещества, которые способствуют регенерации ткани. Эти вещества могут стимулировать рост новых клеток хряща и оптимизировать их дифференцировку в хрящевые клетки.
 | Клетки внутри организма человека живут в трёхмерном окружении, и, в случае когда они его теряют, чаще всего умирают. И когда мы говорим про стволовые клетки или хондроциты, и с помощью них хотим вылечить какую-то болезнь или травму человека нам очень важно чтобы они были живыми. Отдельные клетки, которые просто вводятся в человека, скорее всего умрут, поэтому очень важно использовать клетки которые имеют контакты друг с другом: для этого как раз нужно использовать сфероиды. уточнил Илья Зубарев, старший научный сотрудник, заведующий лабораторией регуляции клеточной сигнализации МФТИ |  |
При традиционной тактике лечения — проведении операции по протезированию коленного сустава — пациент остается под наблюдением в стационаре 3–5 дней. В это время он проходит обучение специальному курсу упражнений (физиотерапия для укрепления колена). Передвигаться самостоятельно без специальных средств пациент часто может уже через 6 недель, а полная реабилитация после замены коленного сустава может занять до 2 лет. Для сравнения:"вырастить" новый хрящ в сфероидах можно за 2 недели в лаборатории, и за месяц внутри пациента.
Для создания штампов и молдов для сфероидов команда разработчиков из МФТИ и РАН использовала аддитивные технологии — 3D-моделирование и 3D-принтер. В качестве базы для молдов выступил двухкомпонентный литьевой силикон. Инновационность технологического решения заключается в создании штампов для многолуночных планшетов, что позволило эффективно проводить тесты для каждого отдельного пациента, и создании молдов для флаконов с большим количеством ячеек для масштабирования процесса.
Как отмечает один из авторов проекта, студентка кафедры молекулярной биологии физтех-школы биологической и медицинской физики МФТИ Мария Томилина, приспособления для создания сфероидов, которые на ноябрь 2024 года есть на рынке имеют строго определённые размеры и подходят для очень ограниченного количества культуральных ёмкостей.
| | Имеющиеся на 2024 год на рынке формы для получения сфероидов представлены компанией MicroTissues Inc, производящей 3D-чашки Петри, предназначенные для производства сфероидов. В силиконовые формы наливается агароза и производятся трехмерные емкости. Используя эти 3D-чашки Петри можно получать сфероиды одинакового размера и формы. Правда, конструкции ограничены количеством лунок и не предназначены для большого производства сфероидов. продолжила Мария Томилина | |
Проект по созданию молдов и штампов для трехмерных клеточных структур стал участником конкурса "Студенческий стартап" на базе МФТИ и получил финансирование в размере 1.000.000 рублей от федерального Фонда содействия инновациям. Результаты станут основой для получения платформ для скрининга активности биологически активных препаратов и вирусных векторов для многолуночных планшетов, прижизненной микроскопии сфероидов в конфокальном микроскопе и масштабирование производства сфероидов.
В течение следующих 6 месяцев разработчики будут тестировать создаваемые приспособления в Национальном медицинском исследовательском центре травматологии и ортопедии имени Н. Н. Приорова, а также в Институте пластической хирургии и косметологии в Москве.
