Персонализированные генно-инженерные конструкции для регенерации костных тканей

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 15-13-00108

НазваниеПерсонализированные генно-инженерные конструкции для регенерации костных тканей

Руководитель Комлев Владимир Сергеевич, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" , г Москва

Конкурс №6 - Конкурс 2015 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований по приоритетным тематическим направлениям исследований»

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-603 - Фундаментальные основы создания новых металлических, керамических и композиционных материалов

Ключевые слова Биоматериалы, фосфаты кальция, генно-инженерные конструкции, плазмидные ДНК, аддитивные технологии, трехмерная (3D) печать, инженерия костной ткани

Код ГРНТИ61.35.00 61.35.29

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Создание индивидуальных биомедицинских изделий, предназначенных для восстановления функций и регенерации утраченных тканей в области протяженных (объемных) костных дефектов, является одной из важнейших и актуальных задач практической стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, травматологии и ортопедии, онкологии и нейрохирургии. Специфика структуры и свойств костных тканей, а также процессов репаративного остеогенеза обусловливает высокие требования, предъявляемые сегодня, как к материалам (которые должны обладать выраженным остеокондуктивным и остеоиндуктивным потенциалом), так и к технологиям производства этих изделий. Одним из наиболее перспективных, на наш взгляд, вариантов решения этих проблем, является комбинация передовых аддитивных технологий, обеспечивающих послойный синтез неорганических (главным образом, на основе фосфатов кальция) матриксов заданной архитектоники, и биотехнологических подходов. В настоящем проекте предлагается проведение комплексных исследований, направленных на разработку новых материалов и технологий трехмерной (3D) печати персонализированных генно-инженерных конструкций на основе биокерамических систем и плазмидной ДНК с геном, кодирующим сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF), предназначенных для замены костных дефектов критического размера. Развитие этого подхода откроет принципиально новые возможности для создания биоинженерных эквивалентов твердых тканей человека и животных.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Баринов С.М., Комлев В.С. Тенденции в области разработок биоматериалов для регенерации костной ткани ВСЕ МАТЕРИАЛЫ. ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК / Polymer Science. Series D, № 9, С. 64-66 (год публикации - 2017)

2. Бозо И.Я., Юрьева К., Дробышев А.Ю., Рожков С.И., Воложин Г.А., Еремин И.И., Комлев В.С., Смирнов И.В., Исаев А.А., Попов В.К., Деев Р.В. Сравнительная оценка биологической активности ген-активированных остеопластических материалов из октакальциевого фосфата и плазмидных ДНК, несущих гены vegf и sfd: часть 1 – in vitro Гены & Клетки, 4, С. 1-9 (год публикации - 2016)

3. Сергеева Н.С., Свиридова И.К., Комлев В.С., Каралкин П.А., Кирсанова В.А., Ахмедова С.А., Шанский Я.Д., Кувшинова Е.А., Федотов А.Ю., Тетерина А.Ю., Баринов С.М. 3D printed constructs with antibacterial or antitumor activity for surgical treatment of bone defects in cancer patients AIP Conference Proceedings, 1882, 020063 (год публикации - 2017)
10.1063/1.5001642

4. Бозо И.Я., Комлев В.С., Исаев А.А., Федотов А.Ю., Попов В.К., Миронов А., Дробышев А.Ю., Деев Р.В. Персонализированные ген-активированные имплантаты для тканевой инженерии: результаты первого эксперимента Гены & клетки, № 3, С. 46-47 (год публикации - 2017)

5. Баринов С.М., Комлев В.С. Подходы к созданию пористых материалов на основе фосфатов кальция, предназначенных для регенерации костной ткани Неорганические материалы, 2016, том 52, № 4, С. 1–9 (год публикации - 2016)
10.7868/S0002337X16040023

6. Федотов А.Ю., Егоров А.А., Зобков Ю.В., Миронов А.В., Попов В.К., Баринов С.М., Комлев В.С. Трехмерная печать минерал-полимерных структур на основе кальцийфосфатных фаз и полисахаридов для тканевой инженерии Перспективные материалы, № 12, С. 48-53. (год публикации - 2015)

7. Егоров А.А., Федотов А.Ю., Миронов А.В., Комлев В.С., Попов В.К., Зобков Ю.В. 3D printing of mineral–polymer bone substitutes based on sodium alginate and calcium phosphate Beilstein Journal of Nanotechnology, N 7, P. 1794–1799. (год публикации - 2016)
10.3762/bjnano.7.172

8. Бозо И.Я., Деев Р.В., Журавлева М.Н., Комлев В.С., Попов В.К., Смирнов И.В., Федотов А.Ю. Ген-активированный остеопластический материал на основе октакальциевого фосфата, допированный ионами магния Материаловедение (год публикации - 2017)

9. Миронов А.В., Бозо И.Я., Деев Р.В., Комлев В.С., Миронова О.А., Попов В.К., Смирнов И.В., Федотов А.Ю. Аддитивное производство матриксов для тканевой инженерии Гены & клетки, № 3, С. 162 (год публикации - 2017)

10. Бозо И.Я., Комлев В.С., Далгатов И., Рожков С.И., Воложин Г.А., Миронов А., Дробышев А.Ю., Исаев А.А., Попов В.К., Федотов А.Ю., Смирнов И.В., Деев Р.В. Gene-activated materials for bone regeneration: from standardized bone substitute to personalized 3D-printed blocks European Cells and Materials, V. 33, Suppl. 2, (0268). (год публикации - 2017)

11. Бозо И.Я., Рожков С.И., Комлев В.С., Воложин Г.А., Еремин И.И., Смирнов И.В., Исаев А.А., Попов В.К., Дробышев А.Ю., Деев Р.В. Сравнительная оценка биологической активности ген-активированных остеопластических материалов из октакальциевого фосфата и плазмидных ДНК, несущих гены VEGF и SDF: часть 2 – in vivo Гены & клетки, № 4, С. 23-30 (год публикации - 2017)

12. Шайнер С., Комлев В.С., Хелмих К. Computational methods for the predictive design of bone tissue engineering scaffolds 3D Printing and Biofabrication. Reference Series in Biomedical Engineering., P. 1-23 (год публикации - 2018)
10.1007/978-3-319-40498-1_21-1

13. Н.С. Сергеева, В.С. Комлев, И.К. Свиридова, В.А. Кирсанова, С.А. Ахмедова, Я.Д. Шанский, Е.А. Кувшинова, А.Ю. Федотов, А.Ю. Тетерина, А.А. Егоров, Ю.В. Зобков, С.М. Баринов Некоторые физико-химические и биологические характеристики трехмерных конструкций на основе альгината натрия и фосфатов кальция, полученных методом 3D-печати и предназначенных для реконструкции костных дефектов Гены & Клетки, Том X, № 2, С. 39-45. (год публикации - 2015)

14. Комлев В.С. Функционально-ориентированные минерал-полимерные материалы для инженерии костной ткани Гены & клетки, № 3, С. 125 (год публикации - 2017)

15. Шайнер С., Комлев В.С., Гурин А.Н., Хелмих К. Multiscale mathematical modeling in dental tissue engineering: toward computer-aided design of a regenerative system based on hydroxyapatite granules, focussing on early and mid-term stiffness recovery Frontiers in Physiology, 21 September 2016 | http://dx.doi.org/10.3389/fphys.2016.00383 (год публикации - 2016)
10.3389/fphys.2016.00383

16. Шайнер С., Комлев В.С., Хелмих К. Strength increase during ceramic biomaterial-induced bone regeneration: a micromechanical study International Journal of Fracture, 202 (2), P. 217-235 (год публикации - 2016)
10.1007/s10704-016-0157-z

Публикации