Опережающие технологии в области производства имплантатов
С директором «Медбиотеха» Сергеем Киселевым мы уже беседовали на страницах предыдущего номера журнала об инновационной разработке XZISTENT®, предназначенной для увеличения просвета коронарных сосудов у пациентов с ишемической болезнью сердца. В новом интервью он более подробно рассказал о применяемой технологии, раскрыв некоторые секреты производства коронарных стентов с биоинертным углеродным покрытием MDL. Мы также поговорили о важности их внедрения в клинической практике, что позволит существенно снизить, а впоследствии полностью отказаться от дорогой сопутствующей лекарственной терапии при коронарном вмешательстве. Также Сергей поделился планами по развитию приоритетного для компании проекта «Опережающие технологии в области производства имплантатов», который предполагает комплексное проведение работ и исследований физико-биологических свойств покрытий при изменении их квантового равновесия.
Сегодня ишемическая болезнь сердца остается одной из основных причин смертности в развитых странах. Как стентирование помогает справиться с этим недугом и какие проблемы приходится решать при использовании этой методики лечения?
Стент — это специальная конструкция, которую устанавливают в просвет сосуда, чтобы расширить его до необходимых размеров, что позволяет восстановить нормальное кровообращение. Операция малоинвазивная, и это большой шаг в предотвращении инфаркта миокарда. При этом современная диагностика позволяет обнаружить сосудистые сужения на ранней стадии, что положительно влияет на более быстрое послеоперационное восстановление пациента. Однако медицинская наука не статична, и накопленные данные о применении коронарных стентов заставляют компании и медицинских специалистов искать новые пути в области эндоваскулярной хирургии. Так, некоторые процессы, сопутствующие стентированию, хотелось бы нивелировать или свести к минимуму. Например, при установке стента лекарственные средства, закрепляемые на нем полимерным покрытием, зачастую блокируют иммунные реакции организма. Для решения данной проблемы ряд производителей наносят лекарственные средства без полимера, так как он оказывает негативное влияние на организм, а с «налипанием» тромбоцитов борется уже сопутствующая терапия.
Что предшествовало проведению исследовательских работ по созданию нового «активного» типа покрытия? Как сейчас развивается процесс его разработки и внедрения?
Внедрение коронарных стентов с лекарственным покрытием позволило достичь приемлемых годовых значений рестеноза и тромбоза, колеблющихся на уровнях 5–11% и 0,5–0,8% соответственно. Однако полностью исключить эти неблагоприятные события не представляется возможным. При этом нарушается митоз, что замедляет формирование неоинтимы в месте установки. Стент — это инородное тело в стенке сосуда, вызывающее чрезмерные клеточные иммунные реакции и, как следствие, рестеноз. Адгезия тромбоцитов на поверхности стента приводит к тромбоцитарным агрегациям, что может вызвать тромбоз и спровоцировать инсульт. Предполагается, что современные антипролиферативные покрытия действуют несколько месяцев, но в целом не исключается контакт и взаимная связь компонентов сплава с тканями. Кроме этого, полимерные покрытия разрушаются раньше заявленного производителем срока. Наша разработка стента с биоинертным покрытием MDL помогает снизить вышеперечисленные риски.
Используемые нами технологии модификации поверхности имплантатов обеспечивают нормальный иммунный ответ, отсутствие бактериальных контаминаций, предотвращают биологическое разложение имплантата как металлического, так и полимерного. Применение биоинертного покрытия MDL на стентах позволяет снизить иммунные реакции, приводящие к вторичному сужению сосуда, предотвратить «налипание» тромбоцитов на поверхности стента, дает возможность более быстро формироваться неоинтиме.
Однако есть еще одна проблема, которую хотелось бы решить. В ряде случаев при установке стента возникает неконтролируемая организмом пролиферация, то есть излишнее размножение клеток, что приводит к сужению сосудистого русла. Процент таких случаев не высок, но он есть.
Какие цели вы преследовали, разрабатывая новую инновационную технологию?
Существуют статистические данные, что у ряда пациентов спустя шесть-восемь месяцев после установки стента внезапно начинают отслаиваться гладкомышечные клетки и оголяются участки стента. По нашему мнению, в этих случаях, как и в случае с избыточной пролиферацией, нарушаются обменные физиологические процессы в организме. Чтобы их восстановить, мы разрабатываем «активное» покрытие, которое за счет направленного квантового воздействия восстанавливает обменные процессы в зоне патологии.
Можете описать суть своего метода?
Наши технологии позволяют формировать тонкопленочные (от 20 до 150 нм) функциональные покрытия с заданными свойствами на поверхности имплантируемых конструкций, существенно улучшая их свойства. Основные особенности технологии заключаются в том, что мы можем формировать покрытия с разной модификацией углерода: алмазная sp3-фаза или метастабильная модификация линейно-цепочечного углерода; sp2-фаза, в состоянии которой находятся графит, бензол; sp-фаза с минимальной концентрацией малых кластеров, в состоянии которой находятся атомы в молекулах алкинов, оксиде углерода. Данная технология позволяет получать слоистые структуры с хорошей адгезией и сплошным закрытием поверхности имплантата. Покрытиям можно придавать гидрофобные (препятствующие адгезии клеток к поверхности имплантата) или гидрофильные (адгезионные) свойства.
При этом мы создаем задел по опережающим технологиям — это мягкое воздействие на организм на основе излучения фотонов, которое восстанавливает физиологические процессы организма. Сейчас мы находимся в активной исследовательской фазе, а также проводим ряд экспериментов на клетках, позволяющих подтвердить выбранное нами направление. Если это удастся, а мы в этом уверены, наша страна выйдет на новый уровень медицинских технологий, ведь удалось же отечественным специалистам создать новый метод зонного воздействия на онкологические новообразования.
Насколько успешным оказалось применение новой технологии в стентировании?
Сейчас уже накоплен опыт промышленного применения технологии формирования биоинертных покрытий на коронарных стентах. Основными факторами успеха в применении данной технологии стало отсутствие рестеноза, тромбоза, а также нормальное формирование неоинтимы. Главным отличием стентов с покрытием MDL является встраивание в интеграционные процессы организма, а не их нарушение и блокирование. Применение данной технологии обеспечивает контактную инертность поверхности, так как в покрытии нет свободных ковалентных связей, что определяет отсутствие химического и физического воздействия на ткани, а также не вызывает нежелательных клеточных реакций на инородное тело. Исследования покрытий показывают отсутствие морфологических изменений в клетках и деструктивных тканевых реакций. Высокая механическая прочность, химическая инертность покрытия, плотность, близкая к алмазной, сверхнизкий коэффициент трения скольжения и идеальная адгезия к металлическим поверхностям позволяют повысить долговечность конструкций без изменения их функциональных возможностей.
Каковы тенденции и перспективы развития метода MDL и в чем заключается важность его внедрения в современной медицине?
За прошедшее время специалистами компании «Медбиотех» проведены обширные исследования:
· сравнительные исследования материала межклеточных мембран (искусственный сосуд) PTFE с аналогичным материалом с покрытием MDL;
· исследования по клеточным реакциям (иммунные) на титановых пластинах (титан считается одним из бионейтральных материалов) с покрытием и без покрытия;
· исследования на выход частиц и ионов металла (как следствие, подтверждение сплошного закрытия поверхности покрытием MDL, без ангстремных зазоров) в отличие от покрытия DLC, которое пропускает ионы металла;
· исследования по бактериальной обсемененности (контаминации) пластин титана с покрытием.
В рамках проведения данных работ были нанесены MDL-покрытия на следующие медицинские изделия (опытные серии): межпозвоночный кейдж, клипса аневризмы, иглы вживляемых чипов, спицы Елизарова, элементы сердечного клапана, искусственный сосуд, дентальные имплантаты, различный хирургический инструмент. Мы надеемся, что в дальнейшем все эти изделия будут выпускаться с применением наших покрытий, что позволит повысить их безопасность для пациента и значительно увеличит срок функционирования.
Какие задачи сегодня стоят перед вами в области разработки опережающих технологий?
Медицина — наука консервативная, и все новейшие технологии сталкиваются с необходимостью создания доказательной базы, формированием которой мы сейчас и занимаемся.
Что касается исследований, то, на мой взгляд, в настоящее время необходимо сконцентрировать усилия по нанесению покрытий в первую очередь на имплантатах с высокими рисками, такими, как отторжение в результате иммунного ответа, а также воспалительными реакциями, связанными с бактериальным обсеменением конструкций.
Сегодня мы занимаемся моделированием новых типов покрытий с применением современного метода исследования на «живой» крови пациента, разработанного д.м.н. Зуфаром Габбасовым. Наша компания благодарна ему лично и всему коллективу научно-исследовательской лаборатории за быстрые и качественные исследования, которые позволяют в режиме онлайн отследить клеточные реакции при изменяемой структуре покрытия.
