Рубрика: Сделано в ТНЦ СО РАН

  В медицине не бывает быстрых результатов

 

   На страницах «Академического проспекта» мы продолжаем знакомить наших читателей с инновационными предприятиями, входящими в состав кластера «Новые материалы и наукоемкие технологии». Всегда интересно узнавать о тех компаниях, чья деятельность напрямую связана с медициной, с разработкой новых технологий, изделий и препаратов, внедрение которых позволит улучшить качество жизни тысяч людей.

   Лишь один очень говорящий пример: сегодня в лечении и реабилитации крупных суставов нуждается 48–65 процентов трудоспособного населения мира. Основная причина возникновения проблемы – деформирующий артроз и асептический некроз, которые уже стали невидимой эпидемией века. Эти заболевания находятся на четвертом месте по социальной значимости после сердечно-сосудистой, онкологической и эндокринной патологий. Как решить этот комплекс проблем? Только с помощью высоких технологий, многие из которых еще десять лет назад были чем-то из разряда фантастики. В этом выпуске рубрики мы расскажем о компании «Биоконструктор-С», специализирующейся на разработке технологий «тканевых биоконструкторов».

      Компания была создана в конце 2011, ее соучредителями являются ИФПМ СО РАН, сотрудники ТПУ и СибГМУ. Этому предшествовало многолетнее взаимодействие научных коллективов, ведение совместных исследований на стыке физики твердого тела, материаловедения, биологии и медицины.

– Организация предприятия была обусловлена нашим желанием -  сделать научные исследования более интенсивными за счет привлечения частных инвестиций. В 2011 году нашей компанией была подана заявка и получен статус участника инновационного центра «Сколково». К сожалению, «Биоконстуктору-С» не удалось получить грант кластера «Биомедицинские технологии», однако, малое предприятие может пользоваться определенными налоговыми льготами, – рассказывает Игорь Хлусов, директор компании, доктор медицинских наук, профессор кафедры морфологии и общей патологии СибГМУ, руководитель научно-образовательного центра «Биосовместимые материалы и биоинженерия». - Кроме того, благодаря «Сколкову» удается наладить взаимодействие с зарубежными партнерами.

     Специфика резидента «Сколкова» такова, что согласно уставу, он может осуществлять только НИОКР, искать пути коммерциализации полученных результатов (прототипов того или иного изделия, методик и т.п.). При этом не подразумевается самостоятельного промышленного производства. Такая форма предприятия – это один из начальных этапов на пути внедрения разработки.

    Компания работает в сегменте, который считается медициной высоких технологий. Так, научному коллективу впервые удалось найти оптимальное сочетание физико-химических, механических, технологических и биомедицинских параметров имплантатов для ортопедии и травматологии, челюстно-лицевой хирургии. Уникальность алгоритма решения в том, что учитываются геометрия и параметры рельефа поверхности, которые существенно влияют на свойства имплантата. Благодаря полученным результатам, нам удается точечно конструировать распределение микро-территорий для стволовых клеток на современных биоматериалах без ухудшения их биомеханических свойств. Реализация концепции «тканевых биоконструкторов» позволяет на порядок повысить эффективность тканевой биоинженерии и регенеративной медицины и создать новые классы имплантатов.

     Одно из направлений деятельности «Биоконструктора-С» – разработка прототипов биоактивных изделий для наиболее востребованных медицинских направлений: это дентальные имплантаты; стенты для кардиохирургии; изделия для остеосинтеза в ортопедии и травматологии (различные пластины, штифты, шурупы, спицы). Сегодня в подобных имплантатах нуждаются сотни тысяч людей. В мире ежегодно выполняется около 1,5 млн операций эндопротезирования тазобедренных суставов. В США с населением 250 млн человек проводится около 500 тыс. таких операций; в Германии с населением 80 млн.– 180 тысяч; в Австралии, где проживает 22 млн человек, – 34 тысячи, в России с численностью в 142 млн человек в год совершается лишь 30–35 тысяч таких операций, а реальная потребность – около 300 тысяч.

    Достижения компании в области восстановления костной ткани – это результат многолетней работы томских материаловедов, в первую очередь, лаборатории физики наноструктурных биокомпозитов Института физики прочности и материаловедения СО РАН, возглавляемой д.ф.-м.н, профессором Ю.П. Шаркеевым, а также кафедры теоретической и экспериментальной физики ТПУ (зав. кафедрой – д.ф.-м.н, профессор В.Ф. Пичугин). В 2014 году вышла в свет монография «Биокомпозиты на основе кальцийфосфатных покрытий, наноструктурных и ультрамелкозернистых биоинертных металлов, их биосовместимость и биодеградация», в которой были представлены результаты тестирование прототипов медицинских изделий, произведенных в разных российских городах, от Калининграда до Владивостока.

   Подобный «скрининг» показал, что в настоящее время на карте России есть очень много «точек роста» в области медицинского материаловедения и биоинженерии тканей, но в чем же заключается исключительность томских разработок? За счет чего удается добиться «приживления» этих имплантатов, чем они отличаются от медицинских изделий, производимых в других регионах  и странах? Как отметил Игорь Альбертович, «ноу-хау» компании – это нанесение особого по своему составу и характеристикам кальций-фосфатного покрытия, несущего искусственные «ниши» для стволовых клеток.

   Сейчас «Биоконструктор-С» начинает работу в таком передовом направлении, как создание матриксов для регенерации внутренних органов на полимерной основе.

– Для костной ткани уже найден материал, обеспечивающий ее регенерацию, но для внутренних органов такой материал еще не обнаружен. Одна из наших гипотез такова: ниши для стволовых клеток – это территория, где любая стволовая клетка, осуществляя свою жизнедеятельность, может строить новую ткань и даже органы. В фосфате кальция заложены такие ниши для костной ткани. Мы попытаемся «обмануть» организм, перенеся эту концепцию на полимеры. Сейчас наука пробует разными путями решить вопрос создания новых тканей и органов. Например, 3D-печать, о которой так много пишут и говорят, является очень дорогостоящей технологией в приложении к биологии и медицине. При этом науке не удается решить проблему гибели «напечатанных органов» при попытке их переноса в организм. Мы пытаемся создать такой полимер, который можно было бы хранить, стерилизовать, вводить его в организм, где он будет запускать процесс регенерации ткани в искусственных нишах для стволовых клеток (этот подход заменяет клонирование ткани вне организма и ее трансплантацию). Работы, связанные с полимерами, ведутся совместно с учеными из НИ ТПУ, ИФПМ СО РАН, Балтийского федерального университета им. И. Канта, – рассказывает И.А. Хлусов.

    Важно отметить, что ИФПМ СО РАН, ТПУ и СибГМУ создали совместный научно-образовательный центр «Биосовместимые материалы и биоинженерия», инфраструктура которого заложена компанией «Биоконстуктор-С», с помощью него можно привлекать талантливую молодежь для выполнения фундаментальных и прикладных исследований. На основе созданной базы, проекты молодых ученых получают грантовую поддержку различных научно-технических фондов и институтов развития. Например, в 2014 году Анастасия Сизикова, студентка медико-биологического факультета СибГМУ выиграла грант в рамках программы «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере.

    Медицина – одна из самых специфических отраслей, с одной стороны, эта сфера, пожалуй, как никакая другая нуждается в качественных передовых инновациях, которые имеют важнейшее гуманитарное значение: ведь их ждут тысячи людей! С другой стороны, к числу самых серьезных проблем для компаний, работающих в сегменте высоких технологий для медицины, относится сложность с поиском частных инвестиций. Это связано с тем, что инвесторы заинтересованы в быстром получении результата, а, значит, и прибыли, желаемый срок «отдачи» – год или полтора. В сфере медицины такое невозможно, должно пройти примерно пять лет от идеи до успешного результата. Однако, невзирая ни на что, компания «Биоконструктор-С» будет продолжать начатые работы, пытаться привлекать различные гранты и частные инвестиции.

Ольга БУЛГАКОВА.