Впервые в России специалисты создали технологию изготовления персонализированных хрящевых имплантов щитовидного хряща гортани. Эти конструкции предназначены для людей, перенесших удаление данного органа, что чаще всего происходит при онкологических поражениях области головы и шеи. Имплант в виде анатомически адаптированной сетки служит основой для роста собственных клеток пациента, которые постепенно формируют новую ткань. Как отмечают врачи-онкологи, операции по удалению гортани встречаются достаточно часто, а их восстановление сопряжено со сложными хирургическими манипуляциями, поэтому подобные разработки крайне востребованы в медицинской практике.
Инновационный имплант российского производстваУченые из НИТУ МИСИС представили метод 3D-биопечати индивидуальных хрящевых имплантатов для реконструкции гортани. Эти изделия изготавливаются с учетом анатомических особенностей каждого пациента, что позволяет точно восполнить утраченные ткани. На данный момент уже создан рабочий прототип. Разработчики подчеркивают, что технология экономически эффективна и готова к масштабированию для широкого применения в клиниках.
Гиалиновый хрящ, выполняющий важную роль в работе гортани, обеспечивает гладкость суставных поверхностей, поддерживает соседние органы и предотвращает сужение дыхательных путей. Однако при повреждениях он практически не восстанавливается самостоятельно из-за отсутствия кровоснабжения и низкой активности клеточного обновления. Особенно актуальна эта проблема для онкобольных на поздних стадиях заболевания, когда опухоль затрагивает гортань и требует удаления хряща. По данным Российского онкологического центра, в 2022 году заболеваемость раком гортани составила 28,7 случая на 100 тысяч населения.
Для создания имплантов ученые используют термопластичный полиуретан, который печатают в виде сетки и затем адаптируют под конкретного пациента с помощью термоформования. Чтобы улучшить приживаемость конструкции, ее поверхность покрывают коллагеном или биосовместимым составом на основе хитозана и полиглутаминовой кислоты. Исследования показали, что оптимальный показатель пористости для таких имплантов составляет 50%.
— Наши полиуретановые каркасы создаются методом FDM-печати с последующей термообработкой на основе данных компьютерной томографии. Лабораторные испытания подтвердили безопасность материала. Мы рассчитываем, что наша разработка ускорит восстановление пациентов после операций, — пояснила Елизавета Пешкина, выпускница программы «Биоматериаловедение iPhD» НИТУ МИСИС.
Внедрение технологии в медицинскую практику запланировано в течение пяти-шести лет. Кроме того, метод может быть адаптирован для восстановления других видов гиалинового хряща, например, при реконструкции носовой перегородки.
— На сегодняшний день на рынке отсутствуют массово доступные имплантаты для замещения дефектов щитовидного хряща. 3D-биопечать позволяет не только воспроизводить сложные анатомические формы, но и масштабировать производство. Наша технология обеспечивает точное соответствие имплантата поврежденному участку, — отметил Юсеф Хесуани, управляющий партнер компании «3Д биопринтинг солюшенс».
Частая хирургическая практика при онкологииКак сообщил «Известиям» Игорь Самойленко, старший научный сотрудник онкоцентра им. Блохина, удаление гортани при раке — распространенная процедура, и медики заинтересованы в новых методах реабилитации таких пациентов.
— Поражение хрящей гортани — серьезная проблема, и многим пациентам приходится удалять этот орган. Восстановление требует установки протезов, и если имплант служит каркасом для роста собственных клеток, это дает хорошие результаты. Отечественная разработка, которая будет доступна по цене, несомненно, востребована, — отметил эксперт.
Руслан Алиханов, доцент кафедры хирургических болезней МГУ, подчеркнул, что реконструкция гортани после резекции — сложный процесс, и любая инновация, облегчающая работу хирургов, найдет применение.
— Подобные решения особенно актуальны для пациентов с раком головы и шеи, которым требуются многоэтапные операции. Если появится эффективный имплант, это значительно упростит процесс восстановления, — добавил он.
Станислав Отставнов, заведующий лабораторией МФТИ, отметил, что 3D-печать открывает новые возможности для реконструктивной хирургии. Массовое внедрение таких имплантов поможет не только онкобольным, но и пациентам с травмами гортани.