Российские ученые разработали импланты для восстановления поврежденной роговицы. Исследование специалистов НИЦ «Курчатовский институт», Сеченовского университета и фирмы «Имтек» подтвердило их эффективность и безопасность на животной модели. После пересадки имплантат начинает прорастать собственными клетками и не препятствует восстановлению иннервации роговицы. В результате формируется здоровая ткань зрительного органа, а сам имплант разлагается, не оставляя следов. По мнению экспертов, новый материал для восстановления роговицы во многих случаях позволит спасти поврежденный глаз от гибели.
Российские ученые разработали технологию производства имплантов для восстановления поврежденной роговицы. В работе, опубликованной в журнале Polymers, специалисты из НИЦ «Курчатовский институт», Сеченовского университета и фирмы «Имтек» подтвердили эффективность и безопасность коллагеновой мембраны для регенерации этой ткани глаза. Изделие разработала российская компания «Имтек», сотрудники которой предложили новый подход к разработке биоматериалов на основе коллагена — структурного белка организма, служащего каркасом для всех его тканей.
— Для повышения прочности биоматериала мы используем высокие концентрации коллагена. Это позволяет нам создавать стабильные и прочные материалы, сохраняя при этом высокую степень биосовместимости. В основе подхода лежит запатентованная технология получения стерильного прозрачного концентрированного раствора биосовместимого коллагена, — рассказал технический директор компании «Имтек» Егор Осидак.
Специалисты придали материалу физические и оптические свойства, сопоставимые с естественной здоровой роговицей.
Сотрудники Курчатовского института в рамках проекта провели исследование биомеханических свойств мембраны. Для этого учеными был проведен эксперимент на универсальной разрывной машине Instron, предназначенной для определения разрывной нагрузки. В ходе него на центр коллагенового импланта оказывали механическое воздействие до тех пор, пока материал не разрушался. При этом датчики измеряли это усилие. На основе полученных данных была построена кривая деформации, которая показала, насколько продавился материал до момента прорыва. Результаты измерений показали, что имплант примерно в три раза слабее естественной оболочки глаза. Однако этих свойства достаточно, чтобы мембрана выполняла свою функцию по регенерации роговицы.
— Материал при имплантации выполняет функцию временного каркаса, а через какое-то время прорастает собственными клетками организма, формирует правильную ткань, а потом разлагается, не оставляя лишних следов, — пояснил заместитель руководителя по научной работе НБИКС-природоподобных технологий НИЦ «Курчатовский институт» Тимофей Григорьев.
То есть можно говорить о полноценной регенерации поврежденной части глаза, уточнил он.
На протяжении всей жизни человека роговица находится в постоянном контакте с окружающей средой, воздействие которой может ее повреждать, сказал «Известиям» разработчиков искусственной роговицы, кандидат медицинских наук, офтальмохирург Андрей Андреев. По его словам, негативно влиять на состояние поверхности глаза могут высокие и низкие температуры, загрязнение воздуха и содержащиеся в нем токсические вещества, ультрафиолетовое и другие виды излучения. Но благодаря своему сложному строению роговица остается прозрачной. Тем не менее любое повреждение или заболевание этой части глаза может привести к полной или частичной потере ее свойств, в частности, нарушению прозрачности, приводящему к существенному снижению остроты зрения, уточнил медик.
— Хотя трансплантация донорской роговицы — наиболее распространенный метод хирургического лечения большинства ее заболеваний, глобальная нехватка донорской ткани существенно затрудняет его использование. Это стимулирует развитие альтернативных подходов, основанных на тканевой инженерии и регенеративной медицине, которые мы и использовали, — сказал Андрей Андреев.
Команда разработчиков уже получила разрешение на проведение клинических испытаний разработки в рамках государственной регистрации медицинского изделия. И в ближайшее время будет проведена оценка эффективности и безопасности нового медицинского изделия для человека.
Перспективный материал
Повреждение роговицы встречается довольно часто, поэтому разработка, вероятно, будет востребована, считает хирург-офтальмолог Христо Тахчиди. Потребность в пересадке роговиц постоянно растет, добавила врач-офтальмолог Ксения Чиненава. Эта часть глаза повреждается не только из-за травм, но и в случае язв, дистрофии и других заболеваний, пояснила она.
Описанный имплант необходим, например, в случаях, когда роговица растворяется из-за болезни, сказал «Известиям» Христо Тахчиди. Он добавил, что оболочка может вскрыться, и есть риск, что через отверстие будет вытекать содержимое глаза.
— Чтобы этого избежать, надо срочно его чем-то закрыть. Использование импланта, который потом замещается собственной тканью, спасает глаз от гибели. А дальше уже можно делать различные операции по восстановлению прозрачности, — сказал Христо Тахчиди.
Чтобы подтвердить свойства импланта, нужны дальнейшие исследования, так как прошлые попытки создать искусственную роговицу не увенчались успехом, считает Ксения Чиненава. По этой причине до сих пор пересаживают только донорские оболочки глаза, сказала она.
— Если в результате получившийся материал будет приживаться, сохранять свою прозрачность без отторжения, помутнений и перфорации края пришивания, то это будет большая победа, — подчеркнула эксперт.