При поддержке

Слышали ли вы когда-нибудь про город Апатиты? Он находится в двух с половиной тысячах километров от Москвы, в живописном месте между Хибинским горным массивом и озером Имандра — самым большим озером Кольского полуострова. Здесь же находится крупнейшее в мире месторождение апатитовых и нефелиновых руд — основы фосфорных удобрений, которые широко применяются по всему миру.

Апатиты — это научная столица мирового Заполярья. Большую часть города занимает Кольский научный центр Российской академии наук. И так как мое детство прошло в научной столице Мурманской области, научными проектами я начала заниматься еще в школе. Чувствуете, как много слов с корнем «наука»?

Моя замечательная учительница биологии умела подмечать и поддерживать интерес своих учеников. Она предложила мне написать научный проект, посвященный аксолотлям. Вы думаете, мною двигала незамутненная жажда познания?

Тут важно добавить, что у моего брата аллергия на шерсть, у меня никогда не было ни кошечек, ни собачек, ни хомячков, никаких вообще домашних животных. А знаете, как хотелось?!

У меня их было два, в смысле — аксолотля, и они были очень милыми, правда, через пару дней их пришлось рассаживать, потому что они подрались и пооткусывали друг другу ноги.

Вместе с моей замечательной учительницей мы написали две работы, и потом она передала меня своей знакомой — старшему научному сотруднику лаборатории экологии микроорганизмов Кольского научного центра РАН. И с ней мы тоже восхитительно сработались.

Таким образом, к одиннадцатому классу я решила, что хочу заниматься научной деятельностью и быть ученым. Для этого нужно было поступить в хороший университет.

И я стала рассматривать московские — и это был мой первый вызов. Так я стала бакалавром лучшего химического университета страны и, как и хотела, занималась научной работой с первого курса. А под конец бакалавриата я услышала про магистерско-аспирантскую программу Integrated PhD в МИСИС: Учеба без отрыва от лаборатории по индивидуальному научному треку.

Научная работа под руководством топовых ученых и современные лаборатории. Окунуться в науку с головой. Мне это показалось идеальным вариантом.

Так, через некоторое время у меня был целый аксолотль и целая моральная травма.

Сейчас я аспирант первого года по специальности «Биоматериаловедение» и инженер научного проекта Научно-образовательного центра биомедицинской инженерии Университета МИСИС. В НОЦ мы занимаемся проведением фундаментальных и проблемно-ориентированных исследований и разработкой технологий в областях биоматериаловедения, биоинженерии, генной инженерии, клеточных технологий, биопринтинга тканей и органов. Мои коллеги — сотрудники нашего НОЦ — являются авторами множества интереснейших исследований. Так, они разрабатывают нейроимплантаты, биоактивные костно-хрящевые имплантаты, метаматериалы для спинальной хирургии, 3D-клеточные модели на основе сфероидов, развивают 3D-биопечать и создают новые 3D-биопринтеры.

Он может останавливать кровотечение и запускать регенеративные процессы прямо в военно-полевых условиях. Разработали материал для печати сосудов в космосе. И создали уникальное антибактериальное покрытие для керамических имплантатов.

Казалось бы, как связана моя работа и аксолотли?

Дело в том, что эти малыши обладают одной мозговзрывающей особенностью: они могут отрастить практически любую утраченную часть тела.

Мои питомцы много ссорились, и мне довелось воочию наблюдать восстановление лапы одного из них.

И пока эти прекрасные существа бесконечно поедают и отращивают части друг друга, работники нашего НОЦ создают различные имплантаты, которые помогут если не отрастить заново конечность, то хотя бы восстановить ее с помощью каркасов, частично заселенных клетками пациента.

Я и мои коллеги — Захарова Василина и Жирнов Сергей — занимаемся имплантатом ушной раковины. Есть достаточное количество людей, сталкивающихся с дефектами ушных раковин. Это может быть врожденным синдромом, называемым «микротия», когда ребенок рождается с дефектной или вовсе отсутствующей ушной раковиной, или приобретенным из-за травм, инфекций, ожогов, опухолей.

Ушная раковина не только защищает среднее и внутреннее ухо, она еще фокусирует и направляет акустическую волну, то есть помогает нам четче слышать.

Дети с дефектными ушными раковинами намного хуже учатся говорить и показывают более низкие результаты в школе. Также уши — это отличительная часть лица человека, и их повреждения могут оказывать влияние на самооценку и уверенность в себе.

Сейчас дефекты ушного хряща в основном возмещают, используя собственные ткани организма пациента, проводится выемка межреберного хряща. Это очень болезненная процедура, связанная со множеством сложностей.

То есть и эстетическая составляющая результата зависит в основном от навыков хирурга. На международном рынке представлено несколько моделей имплантатов ушной раковины. Это обычно металлические или полимерные пористые каркасы ограниченного количества форм и размеров. И, к сожалению, их физические параметры не соответствуют таковым и у нативного хряща. Они намного жестче, чем настоящее ухо, и это вызывает дискомфорт у пациентов.

Поэтому мы с моими коллегами решили разработать приближенный по биомеханическим параметрам, то есть более пригодный вариант импланта.

Наш имплантат состоит из двух частей – биоинертного пористого 3D-напечатанного каркаса и биоразлагаемой гидрогелевой матрицы.

Каркас изготавливается персонально для каждого пациента с использованием технологий КТ, МРТ или стека фотографий.

Пористость в нем нужна для уменьшения объемной доли.

Так, каркас будет занимать всего 15 % от объема имплантата.

А еще пористость нужна для улучшения прорастания клеток.

Гидрогель — это переплетенные между собой нити полимера с водой, которые в целом выглядят, как клубочек или как желешка.

Он биоразлагаем, то есть после помещения в организм пациента он как бы растворится, будет съеден клетками, помогая им комфортно расти и размножаться на поверхности каркаса.

Таким образом, мы с помощью аддитивных технологий изготавливаем имплантат.

После он вшивается в кожный карман на месте дефекта пациента.

Имплантат взаимодействует с жидкостями организма и начинает обрастать клетками пациента, которые прорастают внутрь пор каркаса, параллельно поедая гидрогель.

Нам не очень хотелось работать в стол, мы хотели, чтобы наши разработки были не только на бумаге, но и помогали реальным людям.

Мы подали наши разработки на гранты Российского научного фонда и на конкурс «Новатор Москвы». Оба раза проиграли, но не остановились.

Мы подались на «Студенческий стартап»: это программа от Фонда содействия инновациям, которая поддерживает студенческие разработки, имеющие потенциал коммерциализации.

Никогда еще я не делала столько финансовых расчетов и так не переживала из-за тайминга выступления. Но потные ладошки и дрожащий голос того, определенно, стоили. И да, на третий раз мы выиграли!

Мы стремимся вывести этот проект на рынок, но впереди нас ждут еще доклинические и клинические испытания.

Дело в том, что любое медицинское изделие проходит ряд проверок, токсикологические испытания, исследования in vitro в пробирке на клетках и in vivo — на животных и людях. Нашему проекту полтора года, и я сейчас ощущаю себя бухгалтером, юристом или администратором больше, чем ученым: к такому меня жизнь не готовила.

Но ведь каждый из нас в душе немножко аксолотль.

А для тех, у кого регенерация еще не на том уровне, мы разработаем индивидуальные имплантаты.

Знакомьтесь со звездами российской науки

Операторы
Роман Садовой
Александр Ширков
Андрей Минаев
Вячеслав Волков
Алексей Иванов
Алексей Епифанов

Режиссеры монтажа
Игорь Куприянов
Павел Яковлев

Режиссер и редактор
Александра Лябина

Видео

При поддержке