В лаборатории биоматериалов, Центра нейробиологии и нейрореабилитации имени Владимира Зельмана Сколтеха группа учёных под руководством профессора Глеба Сухорукова разработала уникальный материал, который может изменить подход к лечению сложных ран, ожогов и хирургических повреждений. В основе изобретения — технология полимерных микрокамер, позволяющая контролировать скорость и порядок высвобождения лекарств прямо в месте повреждения.
«Мы научились удерживать то, что раньше удержать было невозможно»
«Последние 20 лет я занимаюсь капсулированием, удержанием и доставкой различных лекарственных средств. Всегда была проблема — маленькие молекулы, особенно водорастворимые, невозможно долго удержать в нужной зоне организма», — говорит профессор Сухоруков, отмечая, что, думая над решением этой задачи, учёные нашли решение — разработали технологию микрокамер из полимолочной кислоты, материала, уже разрешённого к медицинскому применению.
Каждая такая микрокамера — это пузырёк диаметром всего 5–10 микрон, в который помещается лекарство. Подобно миниатюрной широко применяемой «пупырчатой упаковке», эти капсулы создают внутри себя воздушные карманы, удерживающие вещество.
«Главное преимущество микрокамер — мы можем точно настраивать время высвобождения содержимого, регулируя скорость растворения полимерной плёнки. Лекарства не вымываются мгновенно, а работают тогда, когда нужно», — поясняет Сухоруков, отмечая, что плёнка защищает нестабильные молекулы, которые обычно быстро разрушаются в организме. Теперь их действие можно продлить на дни и недели.
Плёнка, которая лечит
Разработка представляет собой тонкую мягкую плёнку, которую можно печатать на разных поверхностях — от хирургических стентов до уретральных катетеров и костных имплантов. В этом и заключается её прелесть — учёные могут адаптировать материал под любые устройства или даже наносить его прямо на кожу.
Плёнка растягивается, повторяя рельеф поверхности, но сохраняет свою структуру и упорядоченность.
Одно из ключевых применений — интеллектуальные раневые повязки. Материал позволяет не только защитить повреждённую область, но и «подкармливать» её нужными веществами в правильной последовательности. Это особенно важно при сложных травмах, где требуется точный контроль над химическим микроокружением.
От лаборатории к больнице
Пока исследования ведутся на мышах, но проект уже вышел на этап подготовки к клиническим испытаниям. Команда сотрудничает с 31 московской больницей, Медицинским научно-образовательным центром МГУ, Самарским и Сибирским медицинскими университетами.
«Мы получили грант Московского медицинского инновационного центра. По условиям проекта наши повязки должны попасть в клиники менее чем через три года», — отмечает Сухоруков.
Учёные уверены, что технология поможет значительно сократить сроки заживления ран и время пребывания пациентов в больницах. Цель — сократить пребывание пациента в стационаре в полтора-два раза.
«Мы можем обмануть организм»
Опыт подобного клинического внедрения уже есть. В схожем проекте Сколтеха участвует научный сотрудник Ольга Синдеева. Она рассказывает, что технология, над которой она работает, помогает решать сразу несколько острых медицинских проблем:
«При установке имплантов часто возникает переимплантная инфекция. Она требует удаления устройства, длительного лечения и повторной операции. Наши покрытия, высвобождая антисептические вещества, снижают риск таких осложнений».
Другая серьёзная задача — борьба со спаечными процессами и избыточным ростом соединительной ткани после хирургических вмешательств.
«Организм воспринимает имплант как занозу и „оборачивает“ его соединительной тканью, что может привести к повторной патологии. Мы разработали покрытия, которые помогают „обмануть“ иммунную систему — она перестаёт считать имплант угрозой, и спаечный процесс замедляется», — поясняет Синдеева.
Будущее персонализированной терапии
Главная сила новой платформы — гибкость. В одну плёнку можно загрузить сразу несколько препаратов и настроить поэтапное их высвобождение. Это открывает путь к персонализированному лечению, когда состав повязки подбирается под конкретного пациента и характер его повреждений.
«Мы можем обеспечить не только доставку лекарств, но и правильную последовательность их „распаковки“ внутри организма. Это позволяет создавать нужный химический профиль в повреждённой зоне и управлять процессом заживления», — объясняет старший научный сотрудник Научно-исследовательского центра LIFT Алексей Ермаков.
Что дальше
В ближайшие три года команда планирует пройти все этапы клинических испытаний, получить регистрационные документы и выйти на рынок. Следующий шаг — привлечение инвесторов и сотрудничество с Минздравом для организации производства.
«В науке ты ставишь задачу, проверяешь гипотезу и публикуешь результат. То, о чём мы говорим сегодня, — это кирпичик в здание науки», — резюмирует профессор Сухоруков.