МИСИС разработал первый в России «пистолет», сшивающий раны биополимерами

Научно-образовательный центр (НОЦ) биомедицинской инженерии МИСИС создал первый в России «тканевой пистолет», который может останавливать кровотечения и запускать регенеративные процессы при ранениях легкой и средней степени тяжести. Устройство предназначено для работы в военно-полевых условиях и в зоне ЧС.

Барьерный эффект достигается за счет высокоточной подачи обезболивающих, кровоостанавливающих, антибактериальных и других веществ на рану. При сшивке биоактивный материал создает пленку, которая препятствует попаданию бактериальной инфекции и создает благоприятные условия для ускоренного заживления. Для профилактики бактериального заражения и обезболивания можно использовать материалы с добавлением антибиотиков и анестетиков.

«В отличие от существующих мировых аналогов разработанное устройство является полностью автономным и питается от встроенных аккумуляторных батарей, которые могут быть заряжены через USB-порт, — рассказывает автор разработки Тимур Айдемир, инженер НОЦ биомедицинской инженерии МИСИС. — Перед работой два стандартных шприца объемом 20 мл заправляются биополимерами и медицинскими препаратами. Через специальный порт подсоединяется третий шприц и выполняется заправка устройства сшивающим агентом. Далее заправляющий шприц отключается. При нажатии на курок ультразвуковая система одномоментно собирает все компоненты в области печати, тем самым формируя полимерный сшитый биоматериал».

Корпус и детали «пистолета» напечатали в  МИСИС c помощью FDM- и SLA-технологий 3D-печати. Себестоимость образца — 40 тыс. рублей. Как говорят ученые, при запуске в промышленное производство будет использоваться уже не 3D-печать, а литье из пластика, что сделает устройство дешевле. При необходимости 3D-принтер можно использовать для печати деталей «пистолета» в зоне боевых действий.

«Мобильные госпитали, разворачиваемые в зоне ЧС или боевых действий, нуждаются в автономном ручном устройстве, которое в сложных условиях остановит кровотечение и ускорит процессы регенерации живой ткани, — объясняет соавтор разработки Федор Сенатов, директор НОЦ биомедицинской инженерии МИСИС. — Существующие на данный момент устройства со схожим принципом работы крупные и сложные для таких условий».

Соотношение компонентов можно менять в режиме реального времени, как и уровень подачи материалов. Система поддерживает шприцы с биоматериалами, объем которых в два раза больше, чем у мировых аналогов, что повышает автономность устройства. Кроме того, сложная система переноса материала в область печати заменена на более простую и функциональную. Не требуется, например, микрофлюидный чип или высоковольтный преобразователь для получения волокон. Впервые применена конструкция на основе ультразвуковой мембраны с системой автоподачи сшивающего агента, что позволяет создавать сфокусированную струю аэрозоля.

Ученые уже провели серию исследований in vivo на базе НМИЦ онкологии им. Блохина. Результаты экспериментов на лабораторных мышах показали, что при использовании двухкомпонентного гидрогеля ожоговая рана заживает быстрее. В настоящий момент ученые изучают ткани после заживления.