Ученые ТПУ умеют обманывать организм человека

| 779

Политехники разрабатывают технологии получения материалов и изделий для «щадящей» регенеративной медицины. Открытые учеными университета биосовместимые покрытия для имплантатов не отторгаются организмом, чем и ускоряют регенерацию. О том, какое будущее ждет современные клеточные технологии, и какие уникальные имплантаты уже сегодня создают политехники, журналистам журнала «Русский репортер» рассказал доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики ТПУ Сергей Твердохлебов. Интервью с ученым было опубликовано на сайте Эксперт online в рамках проекта «Нано100. Люди».

Сергей Твердохлебов — доцент кафедры теоретической и экспериментальной физики Томского политехнического университета (ТПУ), кандидат физ.-мат. наук. С 2010 года он с коллективом единомышленников открыл при вузе четыре новых лаборатории. В одной из них создается биоактивное покрытие, которое способствует приживлению имплантатов, и матриксы — нанопластыри, которые становятся «домиками» для выращивания клеток, нужных для восстановления тканей.

Обмануть организм

Лаборатория гибридных биоматериалов ТПУ, которой руководит Твердохлебов, находится в цокольном этаже одного из корпусов вуза.

— Я мечтаю здесь сделать современный центр клеточных технологий, — заявляет Твердохлебов, шагая по коридору.

Не исключено, что мечты Твердохлебова скоро станут реальностью: в 2010-м здесь не было ничего, а сейчас — четыре лаборатории. Заходим в одну из них.

— Это все хендмейд, — гордо говорит Твердохлебов, показывая напылительную установку. — Мы собрали ее с нашими партнерами своими руками.

Установка нужна, чтобы напылять на металлические имплантаты — например, на спицы для аппарата Илизарова — биопокрытия из кальция и фосфора. Соотношение этих элементов в покрытии должно быть таким же, как в настоящей кости.

—А как напыление проходит, есть же разные способы? Бомбардирование, например...

— Чтобы стенку покрасить, я что должен сделать? Кисточку макнуть в ведро и намазать. Здесь происходит все так же, только задача — распылить. А как распылить? Нужно чем-то по материалу стукнуть — он распыляется за счет бомбардирования его частицами в вакууме. Создаются высокочастотные поля, частицы бьют по материалу. Из ведра материал появился на кисточке, а в нашей установке — из мишени переходит в плазму. А дальше — если в эту плазму поместить спицу, то атомы и молекулы будут осаждаться на нее. И образуется пленочка.

— Получается, я должна в это ведро с краской что-то сильно кинуть, чтобы краска расплескалась в разные стороны?

— Примерно так, да.

В напылительной установке есть круглое окошко, которое похоже на иллюминатор подводной лодки. На металлической поверхности конструкции написано «карусель».

— Это и правда карусель, — объясняет ученый. — В установке происходит планетарно-осевое вращение спиц. Это оптимальная траектория для напыления.

— Используя это напыление на имплантатах, вы научились обманывать организм?

— Да, мы иллюзионисты. Научились модифицировать металлы и перешли к биорезорбируемым материалам.

— Что это значит?

— Все наши кости в течение жизни растворяются и обновляются. Если у вас случилась травма и нужно поместить металлический имплантат в организм — это для него неродной элемент, такая большая железка будет растворяться очень долго. С одной стороны, это хорошо, она будет скреплять кости и не сломается, но, с другой стороны, растворяясь, она может отравлять окружающие ткани. Такая болезнь существует — металлоз. Когда вносится инородный материал, организм начинает с ним бороться. Вместо этого нужно внести материал, который со временем биорезорбирует, то есть растворится. А на его месте вырастет новая ткань, собственная. Глаз вырастет, зубик, почка, ушко, — с нежностью говорит Тведохлебов.

— Вы сможете выращивать органы?

— Мы не имеем компетенций и технологий для выращивания и подсаживания клеток. Но мы модифицируем поверхности разных материалов, чтобы они способствовали росту клеток, становились для них инкубаторами. Для этого мы комбинируем металлы, полимеры, керамику.

— А как считаете, когда мы научимся выращивать органы, не может ли возникнуть новое разделение людей по биологическому принципу: один может себе каждые десять лет печень пересаживать, а у второго она не приживается?

— Тогда мы будем лечить человека другим способом. Да, может быть, кому-то не повезет. Но я не хочу прогнозы давать — это дело неблагодарное.

Прочитать полностью 

Справка:

 «Нано100. Люди» – это проект журнала «Русский репортер», подготовленный при поддержке Фонда инфраструктурных и образовательных программ и программы "Мастерские инноваций". 100 портретов, которые показывают собирательный образ инноватора. В рамках проекта было выбрано 100 героев, связанных с нанотехнологиями. Основная цель проекта – показать реальную жизнь и работу ученого, разработчика и инженера на предприятиях, связанных с передовыми технологиями.