В соответствии с Соглашением о предоставлении субсидии для финансового обеспечения (возмещения) затрат, связанных с выполнением прикладных научных исследований (проекта) в рамках реализации Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы" получатель субсидии обязан размещать на официальном сайте получателя субсидии в сети Интернет сведения о ходе выполнения прикладных научных исследований (проекта) в открытом доступе по форме, установленной Министерством образования и науки Российской Федерации (далее - Минобрнауки России).

Сайт Федеральной целевой программы Рекомендации по размещению сведений о ходе выполнения проекта

Разработка пористых полимерных биоинженерных конструкций с биоактивным компонентом для тканевой инженерии с использованием технологий 3D печати.

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 21.10.2014 № 14.575.21.0088 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 3 в период с 01.07.2015 по 31.12.2015 выполнялись следующие работы:

Проведены экспериментальные исследования технологического процесса получения биосовместимого каркаса с использованием технологий 3D печати.

Разработан лабораторно-технологический регламент получения биосовместимого каркаса.

Получены экспериментальные образцы биосовместимого каркаса.

Разработана методика регулирования количества гидроксиапатита на поверхности биосовместимого каркаса.

Разработаны Программа и методики исследовательских испытаний экспериментальных образцов биосовместимого каркаса и трехмерных нанобиоконструкций.

Проведены испытания экспериментальных образцов биосовместимого каркаса в соответствии с Программой и методиками исследовательских испытаний по структурным параметрам.

Проведены испытания экспериментальных образцов биосовместимого каркаса в соответствии с Программой и методиками исследовательских испытаний физико-механических свойств.

Проведена оценка характера реакции окружающих тканей реципиента на внедрение экспериментальных образцов биосовместимого каркаса при гетеротопной трансплантации. Проведена оценка развития острой реакции отторжения и воспаления.

Подведены итоги этапа и разработана отчетная документация.

Проведено сравнительное изучение возможности применения различных подходов для стерилизации экспериментальных образцов биосовместимого каркаса.

 

При этом были получены следующие результаты:

В ходе выполнения работ Этапа 3 были проведены экспериментальные исследования технологического процесса получения биосовместимого каркаса. Проводилось компьютерное построение 3D-моделей пористых каркасов. Для визуализации осуществляла 3D-печать выбранных моделей. Оптимальная 3D-модель была использована для осуществления 3D-печати в разных режимах биосовместимого каркаса методом послойного наплавления нитей биосовместимого материала ПЛА/15%ГАП. Проводилось исследование структуры биосовместимого каркаса методом сканирующей электронной микроскопии. Процесс получения биосовместимого каркаса заключается в пяти основных этапах: формировании 3D-модели, сушка биосовместимого материала, 3D-печать методом послойного наплавления нити, УЗ-обработка и сушка.

Рисунок 1 – Компьютерная 3D-модель (A), модель в разрезе (B) и биосовместимый каркас (C), полученный методом послойной 3D-печати

Результаты определения структуры методом оптической и сканирующей электронной микроскопии подтверждают коалесценцию с исчезновением поверхности раздела между слоями полимера при спекании и отсутствие выпадения частиц полимера, наличие сообщающихся пор открытого типа, объемное содержание пор более 50 %, средний размер пор 700 мкм, а также, что экспериментальные образцы изготовлены методом послойной печати на 3D-принтере при толщине слоя от 200 мкм. Методом ДСК определена температура стеклования материала с пиком 61 ºС. Методом РФА показано, что материал биосовместимого каркаса представлен преимущественно аморфной фазой ПЛА, с незначительным количеством кристаллической фазы и кристаллической фазой ГАП. Определено значение модуля Юнга экспериментальных образцов биосовестимого каркаса, составившее более 2 ГПа.

Проведенные исследования клинических, морфологических, лабораторных и иммунологических параметров позволили установить, что внедрение экспериментальных образцов биосовместимого каркаса при гетеротопной трансплантации не приводило к эскалации реакций отторжения или воспаления как местного, так и системного характера. При оценке реакции окружающих тканей реципиента показано отсутствие признаков отторжения имплантата.

Проводилось изучение применения различных, наиболее часто используемых, подходов для стерилизации экспериментальных образцов биосовместимого каркаса сухим жаром и в автоклаве. Показано, что оптимальным неразрушающим методом, не приводящим к деструкции материала, является метод стерилизации в автоклаве при 1.5 атм в течение 30 минут.

 



Категории