Публикуем первый материал информационного проекта Томского НИМЦ «Технологии для жизни». Будем рассказывать, как совместная работа наших ученых и их коллег, представителей вузов, медицинских организаций, компаний-промпартнеров помогает создавать конкурентоспособные отечественные технологии. Технологии для жизни наших пациентов.
Директор Томского НИМЦ, академик РАН Вадим Степанов:
Современная медицина — междисциплинарная комплексная сфера, где развитие и движение вперед невозможно без консолидации усилий. Вместе с вузами в составе Большого университета Томска, с нашими коллегами из научных и медицинских организаций России, мы работаем над созданием новых технологий, позволяющих претендовать на лидерство в области генерации знаний не только в масштабах страны, но и на мировой арене. Это критические технологии для персонализированной медицины и здоровья нации, и это тысячи пациентов, которые получат высокотехнологичную и качественную медицинскую помощь.
Ученые НИИ онкологии Томского НИМЦ совместно с коллегами из Томского политехнического университета создали уникальные имплантаты из фторполимеров для пациентов с опухолями челюстно-лицевой области. Подробнее о разработке и перспективах ее применения – в первом материале проекта «Технологии для жизни».
От идеи к реализации за два года
Денис Кульбакин:
– Необходимость создания специальных облегченных имплантатов для челюстно-лицевой хирургии назрела уже давно. Мы объединились с командой ТПУ и приняли решение выбрать для новых изделий современный инновационный материал – фторполимеры. Фторполимерные изделия превосходят многие аналоги благодаря своим уникальным свойствам. За счет своей легкости, прочности и биосовместимости они идеально подходят для челюстно-лицевой хирургии.
Мы занимаемся разработкой имплантатов уже около трех лет. Первые два года были посвящены подбору оптимальной формы, дизайна, толщины изделия и лабораторным исследованиям. Затем, убедившись в прочности и безопасности фторполимерных конструкций, начали применять первые модели в клинической практике.
В 2024 году мы усовершенствовали форму и способ изготовления. Концепция осталось прежней, но была улучшена структура, дизайн и методика крепления. Эти изменения позволили повысить качество сцепления изделия с собственными тканями организма.
Основная проблема металлических имплантатов в рентгенконтрастности. Они поглощают рентгеновские лучи, и могут закрывать собой зону возможного рецидива опухоли. Фторполимеры позволяют в полной мере оценить состояние области верхней челюсти за счет отсутствия «металлического фона».
Качественные имплантаты помогают минимизировать риски в процессе восстановления тканей. Фторполимерные материалы позволяют не только снизить травматичность процедуры в долгосрочной перспективе, но также улучшить внешний вид и функциональность восстановленных зон. Каждое изделие мы изготавливаем персонально под форму лица и индивидуальные особенности каждого пациента, что помогает нам обеспечить высокое качество результата и минимальные сроки восстановления.
Срок службы
– У фторполимерных имплантатов нет четко установленного срока годности. В большинстве случаев они способны служить долго, но иногда у пациентов возникают нежелательные осложнения, такие как воспаление или прорезывание, требующие хирургического вмешательства. В таких случаях мы по возможности используем собственные ткани пациента для закрытия дефектов.
По нашим данным и согласно мировым исследованиям, изделия из фторполимеров способны исправно служить десятилетиями, но, конечно, это зависит от индивидуальных особенностей пациента.
Евгений Больбасов:
Почему фторполимеры?
– Мы занимаемся изучением свойств фторполимеров последние 20 лет. Пять лет назад стало очевидно, что такие технологии как 3D-печать, это наша новая реальность и нужно учиться с ними работать. Возникла идея печатать сложные изделия, которые используются в медицине.
В мире уже давно изготавливают различные медицинские изделия из полимеров. Мы подумали, почему бы и нам не попробовать. Тем более что ранее в России никто этим не занимался.
Подобные полимеры широко применяются в современной науке и технике. Помимо имплантатов из них изготавливают катетеры, системы для переливания крови, хирургические инструменты, обладающие биосовместимостью и химической стойкостью. Также фторполимеры используют в химической, нефтегазовой, аэрокосмической промышленности и при производстве электротехники. Эти материалы — класс полимеров, в которых атомы водорода заменены атомами фтора, и их ценность связана с сочетанием свойств, которые делают их незаменимыми в экстремальных условиях.
Процесс изготовления
Материалы для имплантатов производятся на территории Российской Федерации компанией «ГалоПолимер», что обеспечивает нашу независимость от внешних факторов.
- АО «ГалоПолимер» - один из крупнейших мировых производителей фторполимерной продукции (10% мирового рынка).
Процесс изготовления включает несколько этапов: мы берем готовое сырье, очищаем его до нужной кондиции, делаем из него филамент, загружаем в принтер и печатаем.
- Филамент — пластиковая нить, предназначенная для 3D-принтеров.
Александр Воробьев:
—Создание одного имплантата занимает не более недели. На каждом этапе вместе с врачами и хирургами мы обсуждаем детали, выбираем оптимальную форму и пористость изделия c учетом индивидуальных особенностей пациента. После печати стерилизуем готовое изделие и передаем в НИИ онкологии для дальнейшего использования.
Сколько стоит изготовление?
— На данный момент эта работа ведется при поддержке федеральной программы «Приоритет-2030». Но в целом ответить на вопрос сложно. Цена зависит от комплектации, размера, анатомической области назначения изделия и так далее. Тем не менее, изготовление фторполимерного имплантата обычно примерно на 30% дешевле, чем изготовление металлического.
Потенциал и перспективы
Денис Кульбакин:
Мы будем продолжать совершенствовать технологию. Есть методики префабрикации и ламинации, когда имплантат помещают под кожу пациента вдали от челюстно-лицевой зоны, а затем изымают его вместе с окружающими тканями. Этот подход позволяет создать композит из имплантата и собственных тканей пациента. Мы уже пробовали это сделать, и было несколько успешных попыток. Также с каждой новой операцией мы постепенно совершенствуем дизайн, толщину и прочность изделий.
Имплантаты, которые производят в Томске, по ряду характеристик превосходят зарубежные аналоги. Наш материал более плотный, по своим свойствам ближе к металлам. Кроме того, нам удалось добиться эффекта пористости. Она способствует проникновению тканей (например, костной) в структуру имплантатов, что особенно важно для их успешного приживления.
Евгений Больбасов:
Онкохирургия — это мощный локомотив, который тянет за собой инновации в других сферах медицины. Новые методы диагностики, такие как КТ и МРТ, сначала появились в онкологии, а потом распространились на другие медицинские отрасли.
Определенно у нашей разработки есть потенциал для массового использования. Технология еще новая, поэтому для запуска масштабного производства нужна более обширная база данных и длительные наблюдения, которые помогут проследить, как имплантаты поведут себя со временем.
Сегодня мы готовы обеспечить рынок на сто процентов. Но проблема с масштабированием заключается в том, что новый материал – это новая технология проведения операции. Мы не можем прийти, например, в московскую клинику, которая занимается теми же проблемами, и сказать: «Вот наши имплантаты, пользуйтесь». Для проведения таких операций хирургам потребуется определенный навык, нужно приезжать к нам и обучаться. Прежде чем фторполимеры прочно займут свою нишу в онкохирургии должно вырасти новое поколение специалистов, которые смогут работать с этими технологиями. Также необходима определенная юридическая база, которая сделает возможным повсеместное использование наших имплантатов.
Клиника НИИ онкологии Томского НИМЦ готова принять на лечение онкологических пациентов с опухолями челюстно-лицевой области (полость рта, верхняя и нижняя челюсти), а также с послеоперационными дефектами челюстно-лицевой области после ранее выполненного хирургического лечения. Для каждого случая наши специалисты разрабатывают подробную схему лечения.
- Важно! Лечение для пациентов с опухолевым процессом оказывается в клиниках НИИ онкологии Томского НИМЦ бесплатно в рамках ВМП (высокотехнологичной медицинской помощи) или ОМС (обязательного медицинского страхования).