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 25-15-20002

НазваниеКлинико-экспериментальное обоснование разработки технологии поверхностной модификации имплантируемых устройств из никелида титана для лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы.

Руководитель Сирота Дмитрий Андреевич, Доктор медицинских наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр имени академика Е.Н. Мешалкина» Министерства здравоохранения Российской Федерации , Новосибирская обл

Конкурс №101 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами» (региональный конкурс)

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-202 - Сердечно-сосудистая система

Ключевые слова поверхностная модификация, никелид титана, внутрисосудистые импланты, гибридная хирургия, углеродсодержащие покрытия, легирование SiOx, легирование титаном, антикоррозионные свойства, тромбоз, функциональные материалы, биосовместимость, атромбогенные покрытия, синхротронное излучение

Код ГРНТИ76.00.00

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Ожидаемые результаты
В ходе реализации данного проекта будет решен ряд фундаментальных научных задач, актуальных для мировой биомедицинской и технических наук. Полученные результаты могут стать основой технологий, перспективных для внедрения в реальный сектор экономики и практическое здравоохранение. Полученные решения имеют большой потенциал масштабирования во многих направлениях медицины и техники, в том числе с целью функционализации поверхности имплантатов и инструментария, в таких специальностях как сердечно-сосудистая хирургия, офтальмология, стоматология, дентальная хирургия, ортопедия и травматология и т.д. Впервые будет разработана и исследована технология поверхностной модификации имплантируемых изделий из никелида титана, применяемых для лечения патологии сердечно-сосудистой системы путем нанесения алмазоподобного покрытия a-C:H:SiOx, легированного титаном методом плазмохимического осаждения. Поверхностная модификация внутрисосудистых имплантов позволит решить ряд негативных последствий длительного контакта нитинолового сплава форменных элементов крови и кровеносных сосудов. Разработка технологии поверхностной модификации внутрисосудистых имплантов путем нанесения гемосовместимых покрытий на основе гидрогенизированных углеродных пленок, легированных титаном, позволит придать уникальные эксплуатационные характеристики нитиноловым компонентам гибридных протезов и внутрисосудистых стентов. Главным образом – повышенные прочностные характеристики, высокую гемосовместимость и биоинертность за счет антикоррозионных свойств. Сформулированная гипотеза основана на результатах многолетних исследований команды НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина МЗ РФ, Института сильноточной электроники СОРАН (г. Томск) и Института цитологии и генетики СОРАН. В основе совместных разработок лежит фундаментальный задел на основе ранее выполненных грантов, в частности: РНФ № 16-15-10031 (2016-2020 гг.), РФФИ №14-08-31164, РНФ № 19-19-00186 (2019-2021 гг.)., РНФ №22-15-20005 (2021-2024 гг.). Применение разработанного углеродного покрытия (a-C:H:SiOx), легированного титаном, а также методики его нанесения с помощью магнетронного распыления для получения уникального противовоспалительного, антибактериального, коррозионно- и износостойкого покрытия для медицинских имплантов позволит значительно сократить число постимплантационных осложнений у пациентов, страдающих патологией сердечно-сосудистой системы. Такой подход в полной мере отвечает задачам персонализированной медицины. Кроме того, возможность коррекции ряда поверхностных нефизиологичных свойств внутрисосудистых имплантов позволит сократить расходы на терапевтическую поддержку пациентов после имплантации внутрисосудистых стентов, что, несомненно, отразится на экономических преимуществах разработки. Учитывая, что в проекте предусмотрена тщательная междисциплинарная биотехническая проработка концепта в ходе которой будет разработана линия инновационных гемосовместимых покрытий на основе a-C:H:SiOx и a-C:H:SiOx:Ti покрытий с детерминированной биосовместимостью в диапазоне биоинертность/биоактивность, вероятность востребованности полученных результатов отечественными производителями не вызывает сомнений. Исследования позволят найти обоснованные фундаментальные и прикладные решения проблем биоинженерии, сердечно-сосудистой хирургии и регенеративной медицины. Научная и общественная значимость ожидаемых результатов заключается в создании конкурентоспособных импортозамещающих технологий формирования гипотромбогенных покрытий на поверхности материалов/имплантов в рамках персонализированной медицины, улучшении ресурсных и эксплуатационных характеристик внутрисосудистых имплантов из никелида титана, уменьшении частоты антикоагулянт ассоциированных осложнений с возможностью масштабирования разрабатываемых технологических решений в другие сферы медицины, а также снижения потерь от социально значимых заболеваний. Потребителями разрабатываемых решений станут предприятия различных форм собственности, занимающиеся разработкой медицинских изделий, их производством и реализацией. Благодаря чему появится возможность расширить номенклатуру выпускаемых изделий, продаваемых товаров, оказываемых услуг. Потребителями научно-технических результатов проекта станут медицинские учреждения, оказывающие высокоспециализированную медицинскую помощь. Результаты интеллектуальной деятельности могут заинтересовать отечественные и зарубежные инвестиционные фонды с целью коммерциализации результатов исследования. В ходе реализации проекта будет решен ряд фундаментальных задач: впервые будут разработаны оптимальные параметры поверхностной модификации нитиноловых имплантов с помощью углеродного покрытия (a-C:H:SiOx), легированного титаном; исследовано влияния условий осаждения и состава покрытий a-C:H:SiOx:Ti на уровень дзета-потенциала поверхности, определяющего взаимодействие клеток крови и импланта на границе раздела сред; разработаны способы повышения адгезионной прочности покрытия с учетом требуемой пластической деформацией медицинских изделий-подложек; исследована коррозионная стойкость никелида титана после поверхностной модификации с помощью рентгенофлуоресцентного элементного анализа и синхротронного излучения в отдаленном постимплантационном периоде; исследованы вопросы биоинтеграции модифицированных нитиноловых имплантов в рамках хронических экспериментов на крупных лабораторных животных (оценка неоэндотелизации, гиперпластических изменений эндотелия, тромбогенности, локального воспалительного ответа, гемосовместимости и цитотоксичности образцов, а также исследование пролиферативной активности и синтетической функции эндотелиальных клеток линии EА.hy 926, культивированных на модифицированных и необработанных поверхностях изделий-подложек из никелида титана по уровню стойких метаболитов азота (NO), простациклина, простагландина Н2, фактора Виллебранда методом иммуноферментного анализа). Исследование структуры поверхности разрабатываемого покрытия будет осуществляться с помощью нового адаптированного метода Рамановской спектроскопии; исследование толщины покрытия раздела границы фаз с использованием синхротронного излучения методом NEXAFS; биоинтеграция имплантов методами оптической и сканирующей электронной микроскопии, структурной электронной микроскопии, позволяющей локально определить химическое и электронное состояние атомов в образце, а также структуру, состав и электронные свойства активных центров (совокупность этих данных необходима в построении детальных механизмов гетерогенных реакций, что позволяет достичь необходимых параметров для стабильности образца в производстве), рентгеновской фотоэлектронной микроскопии; исследование коррозионной устойчивости имплантов с помощью рентгенофлуоресцентного элементного анализа с использованием синхротронного излучения и т.д. Будут предложены новые биоинжиниринговые решения поверхностной модификации, позволяющие выполнять обработку любых форм подложек носителей покрытия. Результаты, полученные в ходе реализации данного проекта, позволят кратно снизить частоту развития имплант ассоциированных осложнений, а значит снизить затраты на дорогостоящие реоперации по замене имплантов или коррекции осложнений, уменьшить расходы на консервативное лечение ССЗ, увеличить продолжительность жизни пациентов трудоспособного возраста, снизить степень инвалидизации населения. Таким образом, ожидаемые результаты проекта будут иметь как мировую новизну и фундаментальную мощность, так и высокую прикладную клиническую значимость. Учитывая уникальный научно-технический, экспериментальный и, главное, клинический опыт - реализация данного проекта на базе ФГБУ «НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина» Минздрава России создает благоприятные условия не только для успешного выполнения заявленного плана исследований, но и формирует высокий потенциал и перспективы внедрения полученных результатов в практическое здравоохранения. Разработка новых методов усовершенствования имплантируемых изделий для сердечно-сосудистой хирургии через решение актуальных фундаментальных вопросов биоинжиниринга и трансляционной медицины при переводе их в реальный сектор экономики позволит увеличить доступность персонализированной высокотехнологичной помощи пациентам с заболеваниями кровеносной системы и сердца, ликвидировав отставание по данному направлению не только на территории Новосибирской области, но и Российской Федерации в целом. Решение фундаментальных задач, в полной мере соответствующих мировому уровню, помимо накопления новых знаний, позволит создать предпосылки для последующих прикладных разработок. Учитывая наличие многолетних отношений и опыта успешного выполнения проектов ФГБУ "НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина" Минздрава России совместно с индустриальными партнерами (ООО «ДОНА-М», АО НПК "ИМПУЛЬС-проект", ООО "Логикс Медицинские Системы" и д.р. (см. приложение - Рекомендательное письмо/обращение)) реализация данного проекта имеет высокий потенциал внедрения ожидаемых результатов в краткосрочной перспективе (от 3-х до 5-ти лет со дня получения результатов исследования) в технологический процесс изготовления целого ряда отечественных имплантируемый изделий с формированием новых точек роста российской экономики.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---