Нервные клетки восстанавливаются: разработана технология создания имплантатов для регенерации периферических нервов

В Институте биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС разработали технологию для создания нервных кондуитов — биомиметичных имплантатов, которые в перспективе помогут восстанавливать периферические нервы. В отличие от существующих в мире аналогов, такие изделия будут не просто соединять повреждённые участки, а смогут воспроизводить ключевые элементы строения нерва и создавать направляющую среду для роста клеток. Инновационная методика обработки поверхности синтетических волокон позволит значительно увеличить число прикрепляющихся и ориентирующихся на них нейронов.

Восстановление периферических нервов — одна из самых сложных задач
реконструктивной хирургии. При масштабных повреждениях врачи обычно пересаживают
пациенту участок собственного нерва. Аутотрансплантация считается «золотым
стандартом», однако требует дополнительного хирургического вмешательства,
увеличивает продолжительность операции и приводит к травматизации здоровых
тканей. Поэтому во всём мире ведётся поиск искусственных материалов, способных
заменить собственный нерв пациента.

При повреждении нервных волокон их отдельные пучки нужно правильно соединить, а
затем создать условия, чтобы нервные клетки могли закрепиться и расти в нужном
направлении. В разработке биоинженеров МИСИС эти задачи объединены в одном
трубчатом имплантате: он позволяет более точно соединить концы поврежденного
нерва, помогает клеткам прикрепиться к поверхности направляющих элементов
кондуита и таким образом ориентирует рост новых волокон. При этом по своему
устройству имплантат ближе к естественному нерву, чем большинство существующих в
мире решений.

«Принцип работы кондуита заключается в том, что концы повреждённого нерва
помещают внутрь внешней каркасной трубки, создающей защитное пространство для
восстановления тканей. При этом внутри могут располагаться,
например,концентрические каналы или ориентированные полимерные волокна, которые
формируют заданную микроархитектуру и помогают направлять рост нервных клеток»,
— рассказал один из авторов разработки Игорь Благов, лаборант-исследователь
лаборатории тканевой инженерии и регенеративной медицины НИТУ МИСИС.

Для создании подобных кондуитов используются биорезорбируемые полимеры — по мере
восстановления тканей такой имплантат будет постепенно растворяться и со
временем полностью выведется из организма.

«Частой проблемой в работе с культурами нервных клеток является низкая клеточная
адгезия на синтетические материалы, что затрудняет и замедляет любые
регенеративные процессы. Чтобы улучшить взаимодействие конструкции с нервными
клетками, мы модифицировали поверхность полимерных волокон с помощью
полидофаминового покрытия, а также дополнительно стабилизировали его малеиновой
кислотой и предварительной обработкой. Такая стратегия позволила существенно
повысить способность нейронов закрепляться на волокнах и ориентироваться вдоль
них, что создает предпосылки для более эффективной регенерации тканей», —
отметила к. ф.-м. н. Полина Ковалева, доцент Института Биомедицинской инженерии
НИТУ МИСИС.

Работа по созданию кондуита ведётся при финансовой поддержке Минобрнауки России
в рамках государственного задания (проект № FSME-2023-0006). Технология
завершает лабораторные испытания, подана заявка на патент. Следующий этап —
прототипирование и оценка эффективности в доклинических исследованиях.

По словам ректора НИТУ МИСИС Алевтины Черниковой, в рамках стратегического
технологического проекта «Биомедицинская инженерия и биоматериалы», реализуемого
в университете по госпрограмме «Приоритет-2030», ученые на протяжении ряда лет
ведут исследования, которые позволяют значительно облегчить терапию различных
заболеваний и улучшить качество жизни пациентов.