Томские ученые разрабатывают 3D-печатные имплантаты для адресной доставки лекарств

Томский политехнический университет (ТПУ) приступил к разработке многофункционального гибридного биочипа при поддержке программы «Приоритет-2030» Минобрнауки РФ.

Томские ученые разрабатывают 3D-печатные имплантаты для адресной доставки лекарств

Проект «Разработка метаинтерфейсов и микроустройств для имплантатов и живых систем» коллектива под руководством доцента Научно-образовательного центра имени Б. П. Вейнберга Сергея Твердохлебова получил грант по программе «Приоритет 2030», сообщает пресс-служба вуза.

«Вместе с коллегами мы предлагаем свою концепцию «Платформа политехнических решений и продуктов для высокотехнологичной медицины (от диагностики до реабилитации)». В рамках этой концепции развиваем такое направление, интегрирующее в себя все современные разработки ТПУ в области «Инженерии здоровья», как многофункциональный гибридный биочип. Эта идея полностью соответствует всем современным научным трендам. Во всем мире занимаются развитием этих технологий, в России к нему тоже есть огромный интерес, но прямых аналогов, насколько я знаю, нет», — рассказывает Сергей Твердохлебов.

Концепция многофункционального гибридного биочипа предполагает объединение всех уже существующих наработок политехников в одну систему: имплантатов, скаффолдов, биоактивных покрытий для имплантатов, средств адресной доставки препаратов, сенсоров для биомедицины. По оценкам ученых, разработать прототип многофункционального гибридного биочипа можно до 2030 года с бюджетом на исследования от пятнадцати миллионов рублей в год.

«Наш проект, поддержанный «Приоритетом», направлен на разработку метаинтерфейсов — это сложное, гибридное покрытие, способствующее интеграции имплантата, и микроустройств — в нашем проекте предполагается, что это будет особый материал с микрокамерами, содержащими в себе определенные препараты. По сути, мы хотим объединить 3D-имплантаты из титана или полимера с модифицированной поверхностью со средствами адресной доставки. Важно понимать, что это только часть исследования. Если коллеги нас поддержат, следующей стадией может стать разработка наносенсоров для контроля системы, а затем уже объединение всех этих составных элементов в сложное изделие. Более того, рассчитываем, что к исследованию присоединятся партнеры Томского политеха по консорциуму «Инженерия здоровья». Это, например, Томский национальный исследовательский медицинский центр, Национальный медицинский исследовательский центр имени В. А. Алмазова, Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии имени академика Г. А. Илизарова», — поясняет Сергей Твердохлебов.

В течение 2022 года коллектив, больше половины которого составляют студенты и аспиранты, планирует разработать фундаментальные принципы функционирования микроустройств для адресной доставки лекарственных препаратов в живые системы. На основе принципов будут разработаны прототипы микроустройств, предназначенных для инкапсулирования в носители/имплантаты, и сами носители микроустройств. В результате проведенных работ будет создан прототип персонифицированного имплантата с использованием технологий метаинтерфейсов и микроустройств.

«Сейчас мы занимаемся изготовлением филамента — это специальный композитный материал, используемый для 3D-печати. Параллельно продолжаем разрабатывать и совершенствовать методы модификации поверхности филамента. Также важным вопросом является приобретение специального оборудования: 3D-принтера для печати полиэфирэфиркетоном — это биостабильный и биорезорбируемый полимер, по механическим свойствам приближающийся к титану. Либо разработка своего оборудования, на котором мы будем печатать 3D-конструкции, а затем модифицировать их в плазме магнетронного разряда. Эта фундаментальная часть, требующая экспериментов по подборке оптимальных режимов модифицирования поверхности, исследований физико-химических, контактных, электрофизических и биологических свойств», — рассказал Сергей Твердохлебов.

KazakhRussianUkrainian