ЛАБОРАТОРИЯ ХИМИИ И ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ

Основные цели деятельности лаборатории:

Улучшение функциональных характеристик, снижение послеоперационных осложнений (тромбообразование, инфицирование, кровотечения, спайки и пр.) имплантируемых медицинских изделий путем разработки методов модифицирования их поверхности;

Выпуск синтетических протезов кровеносных сосудов, протезов-заплат с модифицирующим покрытием для хирургического лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы человека, противоспаечных полимерных материалов для профилактики разрастания соединительной ткани, других изделий в соответствии с полученными регистрационными документами Росздравнадзора;

Разработка новых и усовершенствование ранее разработанных медицинских изделий.

АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ:

Процессы на границе раздела фаз «поверхность-кровь»:

- физико-химические;
- биохимические.

Объекты

- синтетические полимеры (полиолефины, силиконы, полиамиды, полисульфон, полиэфиры и др.);
- природные полимеры (белки, полисахариды и др.);
     - биологические материалы;
     - металлы.

Реагенты - биологически активные и лекарственные вещества, в т.ч. природного происхождения:

- антикоагулянты;
    - антиагреганты;
    - фибрино- и тромболитики;
    - противовоспалительные, антимикробные препараты;
   - антиоксиданты и др.

Исследования проводятся на стыке различных наук: химии, биохимии, биологии, физики, биофизики, медицины.

История

Лаборатория химии и технологии материалов для сердечно-сосудистой хирургии НМИЦ ССХ им. А.Н. Бакулева создана в 1995 году.

Однако история этого подразделения началась гораздо раньше - в 1962 году, когда на базе лаборатории полимеров начала работать группа химиков под руководством профессора Н.Б. Добровой. К началу 1969 года уже проходили исследования по синтетическим материалам, в т.ч. полимерам, которые могли бы заменять органы и ткани человеческого организма, разрабатывались полимерные материалы для создания искусственного клапана сердца лепесткового типа.

В ИССХ им. А.Н. Бакулева сотрудничество специалистов различного профиля и комплексный подход в разработке новых материалов и их исследовании в экспериментах на животных in vivo позволяли оценивать достоинства и недостатки полимеров с различными вариантами модификации и выбирать наиболее перспективные направления как в подборе полимеров, так и в разработке методов модифицирования различных материалов и готовых изделий из них с целью повышения тромборезистентности.

При разработке методов модификации материалов (проф. С.П. Новикова) удалось создать новое направление в физико-химическом модифицировании синтетических полимеров, основанное на поверхностном формировании конъюгатов белков (альбумин, фибриноген) и физиологически активных веществ с антикоагулянтными (гепарин), фибринолитическими, тромболитическими и антиагрегантными свойствами (ацетилсалициловая кислота). В результате на поверхности материалов формируются наноразмерные модифицирующие слои, эффективно обеспечивающие тромборезистентность и биосовместимость. Технология модификации такими конъюгатами до сих пор не имеет аналогов, являясь в то же время технически простой (возможность обработки готовых изделий разной формы и размеров), универсальной (пригодной для любых материалов без изменения их исходных свойств) и эффективной.

В 1997–2001 годы сотрудники лаборатории разработали метод пред-имплантационной обработки сосудистых протезов конъюгатами физиологически активных веществ персонально для планового больного (получен патент).

С 1999 года в лаборатории на основе собственных технологий было организовано серийное производство модифицированных сосудистых протезов «БАСЭКС». Нанесение биодеградируемых покрытий из биологически активных веществ, биополимеров и лекарственных препаратов на текстильную основу осуществляется по разработанной и запатентованной технологии. С 2017 года выпускаются протезы кровеносных сосудов «БАСЭКС-SP» (на импортной текстильной основе) с улучшенными физико-механическими характеристиками.

Протезы «БАСЭКС», «БАСЭКС-SP» остаются сегодня первыми и единственными не только в России, но и в мире синтетическими сосудистыми протезами с покрытием, обладающими необходимым комплексом свойств.

С 2002 года проводится модификация манжет для протезов клапанов сердца биологически активными веществами и антимикробными препаратами, что позволяет снизить риск тромбоза и инфекционных осложнений при имплантации протезов клапанов.

Организовано серийное производство кардиохирургических протезов-заплат «БАСЭКС-Patch».

В 2000–2004 годах впервые в России совместно с отделением гемодиализа (проф. М.Б.Ярустовский) были оптимизированы условия гепаринизации гемодиализаторов и дана оценка функциональной эффективности модифицированного экстра-корпорального контура.

В это же время в Центре прошла клиническая апробация модифицированных экстракорпоральных контуров с повышенной тромборезистентностью. Появилась возможность проводить гемодиализ без системного введения антикоагулянта во время процедуры, что крайне важно для предупреждения осложнений и повышения эффективности лечения после операций на сердце и сосудах у больных с нарушениями гомеостаза и риском развития геморрагических осложнений.

В 2004 году сотрудники лаборатории получили патент за модификацию поверхности электродов для электрокардиостимуляторов: противовоспалительные функции позволяли снизить хронический порог стимуляции и сократить время установки прибора.

В 2012 году сотрудники лаборатории разработали биорезорбируемые изделия в виде пленок/ пластин на основе природных полимеров – белки (желатин), полисахариды (хитозан), полиэфиры (полигидроксибутират) – для профилактики развития спаечного процесса после выполнения операций на сердце (получен патент).

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАБОТЫ

Работы лаборатории развиваются в 2-х направлениях: научно-теоретическом и экспериментально-практическом:

РАЗРАБОТКА биодеградируемых полимерных композиций с биологически активными веществами и лекарственными добавками:

· в качестве покрытий поверхности медицинских изделий, предназначенных для контакта с кровью;
· в качестве самостоятельных изделий в виде пленок/пластин для профилактики развития спаечного процесса;

РАЗРАБОТКА методов модифицирования поверхности медицинских изделий из разных материалов, кратковременно и длительно контактирующих с кровью, с целью усовершенствования их функциональных свойств;

ИССЛЕДОВАНИЯ: физико-химические, физико-механические, биологические, экспериментальные. В лаборатории применяются известные и разрабатываются новые специфические методы in vitro, ex vivo, in vivo оценки свойств модифицированных материалов;

ВНЕДРЕНИЕ научных разработок в клиническую практику. Разработка и утверждение нормативно-технической документации на полученные изделия (Технические условия), получение разрешительных документов на изделия для клинического применения (Регистрационное удостоверение, сертификат соответствия, лицензия).

СЕРИЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО медицинских изделий для клинического применения.

МЫ МОДИФИЦИРУЕМ медицинские изделия из различных материалов (полимеры, биоматериалы, металлы) и различной конфигурации:

Публикации

Результаты исследований лаборатории опубликованы более чем в 250 работах, в том числе в главах 3-х монографий. Результаты совместных с другими учреждениями исследований вошли в 25 диссертаций, из которых 10 докторских.

Некоторые публикации по тематике работ лаборатории >>>