Перспективные медицинские разработки из Сибири

Имплантаты для восстановления костной ткани, наноскальпель для терапии жидких опухолей и еще 9 перспективных инноваций

Изображение сгенерировано в Midjourney

Ежедневно ученые бьются над тем, чтобы вопросов без ответов становилось всё меньше. Редакция «Сибирь работает» изучила медразработки, которые рождаются в наших городах.

 Ранняя диагностика рака кишки по анализу крови из вены

В лаборатории «БиоЛинк», которую создали на базе Сибирского отделения Академии медицинских наук и медицинского факультета Новосибирского госуниверситета, ученые разработали диагностический тест, позволяющий выявить рак кишки на ранней стадии. Для того, чтобы пройти такой тест, достаточно сдать кровь из вены.

Преимущества теста очевидные: такой способ диагностики комфортнее и удобнее, чем колоноскопия, а также не требует специальной подготовки к анализу. Так что, возможно, что больше людей начнут регулярно проходить скрининг.

Такого рода диагностика уже доступна в медицинских организациях Новосибирска, новосибирского Академгородка, Краснообска, Кольцово и Бердска. В конце прошлого года лаборатория получила грант Фонда развития инноваций России на строительство производственной площадки тестов.

Изображение сгенерировано в Midjourney

 Биоразлагаемые имплантаты для восстановления поврежденной костной ткани

Ученые исследовательского центра «Красноярский научный центр Сибирского отделения РАН» разработали пластиковые импланты для регенерации костной ткани. Импланты полностью биосовместимы с человеческими тканями и биоразлагаемы. Они не вызывают аллергию, образование тромбов, не токсичны, не содержат лекарств и стимуляторов, а также эффективно приживаются и запускают формирование новой ткани.

Имплант создали на 3D-принтере из полимерных нитей, он представляет собой круглую ячеистую решетку. А исходный полимер, из которого вытягивались нити — это материал оксипроизводных жирных кислот природного происхождения, его получили с помощью бактерий особого штамма. При установке импланта на поврежденный участок клетки кости начинают расти как на его поверхности, так и в ячейках между волокнами каркаса. Постепенно имплант распадается на обычные продукты метаболизма, оставляя вместо себя полноценную, крепкую кость.

Разработка прошла тестирование на домашней свинье: животному поставили имплант в поврежденную бедренную кость. Костная ткань восстановилась за пять месяцев. По словам заведующей лабораторией Института биофизики СО РАН Татьяны Воловой, импланты пригодны для реконструкции дефектов костной ткани человека и перспективны для дальнейших исследований.

Изображение сгенерировано в Midjourney

 Набор генов расскажет о тяжести бронхиальной астмы у детей

В Красноярском научном центре Сибирского отделения РАН ученые определили варианты генов, связанные с развитием легкой или тяжелой формы бронхиальной астмы у детей.

То есть от того, какой именно набор вариантов генов у конкретного ребенка присутствует.

Если знать о рисках развития заболевания, можно вовремя начать профилактику, подобрать соответствующую терапию и снизить вероятность тяжелого течения болезни. Новую технологию планируют ввести на базе Краевого детского пульмоно-аллергологического центра.

Изображение сгенерировано в Midjourney

 Протез, который позволяет реже делать детям операции на сердце

Сотрудники Новосибирского исследовательского центра имени Е. Н. Мешалкина разработали биопротез клапана легочной артерии сердца, который не имеет аналогов в России.

Сейчас сердечные протезы — кондуиты — делают из синтетических материалов или используют свиной аортальный клапан, обработанный дезинфицирующим средством. Протез помогает исправить сложные врожденные пороки сердца, он организует нормальный отток крови из правого желудочка в легочную артерию. Проблема кардиопротезирования у детей в том, что из-за особенностей детского метаболизма имплант быстро покрывается кальцием и выходит из строя, поэтому приходится делать операцию по его замене. Сибирские же ученые изготовили новый бесшовный протез из яремной вены быка, обработали его бисфосфонатами, которые ранее в хирургии не применялись.

Доклинические исследования на животных подтвердили, что такая обработка в три раза уменьшает накопление кальция, позволяет импланту прослужить дольше и уменьшает количество операций по его замене. Также в Центре разработали технологию длительного сохранения донорского сердца вне тела, позволяющую увеличить транспортировку на несколько часов.

Изображение сгенерировано в Midjourney

 Импланты, растущие вместе с ребенком

Томские ученые из ТГУ создали новый вид имплантов для восстановления мягких тканей, связок и сухожилий. Это пористый сетчатый имплант, изготовленный из никелид-титановой проволоки. Главные его преимущества — сверхэластичность, гиперупругость и память формы: он растягивается на 40% от своей первоначальной длины, сокращается, скручивается, как резинка, и остается целым. Такой имплантат может «расти» вместе с ребенком, которому его установили, и этот факт позволит снизить количество операций по замене импланта.

Материал получил название «металлотрикотаж», он биосовместим с человеком и биобезопасен: не вступает в реакцию с тканями организма и не вызывает осложнений. Имплант уже успешно применили во время операции онкологического пациента — и не просто восстановили ему кожу, а сохранили естественную подвижность лица.

Известно, что на выставке международного симпозиума «Передовые материалы и технологии в медицине» на Алтае имплант привлек внимание медсообщества, и хирурги детских больниц разобрали все образцы.

Новосибирская городская детская больница скорой медицинской помощи также заинтересовалась новыми имплантами.

Изображение сгенерировано в Midjourney

 Умный наноскальпель для терапии жидких опухолей

Ученые из Красноярского научного центра СО РАН совместно с коллегами из Томска и Владивостока разработали «умный наноскальпель», который точечно разрушает опухолевые клетки злокачественных новообразований. «Скальпель» состоит из ДНК-аптамеров, которые распознают рак, и магнитных нанодисков, которые под воздействием переменного магнитного поля разрушают раковые клетки. Управляется «скальпелем» хирург дистанционно.

Исследования проводились на моделях асцитной карциномы Эрлиха и живых мышах, они показали хорошие результаты — количество раковых клеток существенно снизилось даже после одного применения. В дальнейшем ученые планируют усовершенствовать метод для удаления отдельных опухолевых клеток и предотвращения рецидива опухоли.

Изображение сгенерировано в Midjourney

 Препарат из угольной золы снизит стоимость радиационной терапии рака печени

Рак печени лечится методом радиоэмболизации — в сосуды, питающие опухоль, вводятся микросферы, содержащие препарат, который точечно уничтожает раковые клетки, сохраняя здоровые ткани, а также останавливает рост опухоли у 90 % пациентов и увеличивает продолжительность жизни в 4–5 раз по сравнению с другими стандартными методами лечения. Для понимания: радиоэмболизация выполняется один раз и позволяет сократить число и время госпитализаций, но стеклянные микросферы иттрия-90, которые используются в такой терапии, дорого стоят.

Чтобы удешевить стоимость препарата, ученые Красноярского научного центра СО РАН в качестве сфер решили использовать алюмосиликатные микросферы, которые получаются в результате сжигания угля. Исследования показали, что такие сферы безопасны и нетоксичны, а препарат можно использовать в медицине. Сейчас ученые работают над получением микросфер с оптимальными физическими параметрами: размером 20–40 микрометров, эффективной плотностью и минимальным содержанием нежелательных примесей железа и натрия.

Изображение сгенерировано в Midjourney

 Препарат на основе печеночного паразита заживляет раны на коже

Теорию, согласно которой белки паразита кошачьей двуустки (Opisthorchis felineus) ускоряют заживление ран, подтвердили в новосибирском Институте цитологии и генетики Сибирского отделения РАН. Ученые провели исследование на мышах. Из червей выделили секрет, приготовили на основе паразитов лизат и обрабатывали им кожные раны мышей диаметром 8 мм.

У мышей из экспериментальной группы площадь ран была на 20% меньше, чем у мышей из контрольной группы. Также у мышей экспериментальной группы отметили меньший уровень воспаления, у них активно образовывались кровеносные сосуды и заживление шло без рубцов.

Российский научный фонд поддержал исследования и выделил грант. Полученные данные имеют большой потенциал, и разработанный препарат поможет при хронических незаживающих ранах, например, при диабете. Исследование действия секрета и лизата на модели сахарного диабета — следующий этап работы ученых.

Изображение сгенерировано в Midjourney

Манжета-тренажер для восстановления крупной моторики

Представители красноярской компании «СенсоМед» на Петербургском международном экономическом форуме представили новое изобретение — единственную в мире реабилитационную манжету. Манжета «SensoRehab» помогает восстанавливать крупную моторику после черепно-мозговых травм, инсульта, при болезни Паркинсона, ДЦП и рассеянном склерозе. Изобретатели отмечают, что она в 2,5 раза эффективнее лечебной физкультуры.

Тренажер задействует слуховой, визуальный и тактильный каналы связи. Пациент надевает манжету и играет в видеоигру, управляя героем восстанавливаемой рукой. Он видит 3D-модель руки и чувствует вибрацию на кончиках пальцев, когда успешно выполняет задание — сенсоры тренажера отслеживают любое движение кисти, руки или ноги. На основе анализа движений пациента, его поведения в играх и течения заболевания искусственный интеллект подбирает индивидуальный комплекс занятий. А за собственным прогрессом пациент может следить по интуитивно понятным графикам, визуализация успехов повышают мотивацию, отмечают изобретатели манжеты, что особенно важно при домашней реабилитации.

Сейчас манжета проходит тестирование в медицинских учреждениях Москвы, Санкт-Петербурга, Красноярска, Великого Новгорода, Архангельска, Нижнего Новгорода, Иркутска и Саратова. «Сенсомед» же является участником Фонда «Сколково», и ранее эта компания разработала перчатку для восстановления мелкой моторики рук после инсульта, которую оценили и успешно используют более 100 лечебно-профилактических учреждений страны.

Изображение сгенерировано в Midjourney

 Новый метод диагностики рака мочевого пузыря

Ученые ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» определили, что при многих воспалительных и онкологических заболеваниях повышается уровень белка сурвивина. Они создали и провели первые испытания простой и быстрой тест-системы по обнаружению сурвивина в моче.

Тест проводится в течение полутора часов, он не требует соблюдения особых условий и высокой квалификации персонала. Однако из-за недостаточной чувствительности анализа необходимы дополнительные исследования. Ученые считают, что в комбинации с другими онкомаркерами или методами диагностики можно создать точную, недорогую систему выявления рака мочевого пузыря и других заболеваний мочеполового тракта.

Изображение сгенерировано в Midjourney

 Новый способ контролировать состояние спортсменов по слюне

Ученые СФУ разработали метод определения уровня лактата в организме, чтобы контролировать состояние здоровья спортсменов. Лактат — продукт клеточного метаболизма, его количество отслеживают, чтобы оценить эффективность тренировочной программы, уровень усталости и прогресс спортсмена, чтобы вовремя внести изменения в схему тренировок для получения лучших результатов.

Сейчас для анализа используют венозную или капиллярную кровь, что не очень удобно, так как любой прокол вызывает у организма стресс.

Так как он хорошо коррелирует с концентрацией в крови. Чтобы проводить такой анализ, не нужны специальные навыки, а результат можно получить в течение 2 минут.

В планах — создать удобный тест, который можно запустить для широкого использования. По мнению ученых, он может быть полезным для спортивной медицины.