Им удалось с помощью технологий тканевой инженерии «зарастить» перфорацию перепонки у шиншиллы. Новая методика позволит печатать на 3D-принтере биоэквиваленты для восстановления барабанной перепонки и в течение одного месяца возвращать людям слух.

Ученые Первого МГМУ разрабатывают уникальную клеточную технологию возвращения слуха с помощью тканеинженерной регенерации. В ее основе — восстановление природной, естественной ткани барабанной перепонки. Для этого не понадобится многочасовое хирургическое вмешательство. Работу ведут специалисты кафедры болезней уха, горла и носа Института клинической медицины им. Н.В. Склифосовского Сеченовского Университета Минздрава России и Научно-технологического парка биомедицины.

По словам заведующего кафедрой, профессора, директора Клиники болезней уха, горла и носа УКБ № 1 Сеченовского Университета Валерия Свистушкина, глухота и тугоухость являются распространенной проблемой и важным вызовом для отоларингологов. От перфорации барабанной перепонки страдают миллионы людей по всему миру, она ведет к потере слуха, а значит, к нарушению профессиональной и социальной адаптации и потере качества жизни. Все это увеличивает затраты на здравоохранение и в целом снижает социально-экономические показания в масштабе страны. 

Одной из частых причин нарушения слуха являются перфорации (отверстия) в барабанной перепонке. Как отметил профессор, «90% перфораций — это последствия перенесенных отитов. Иногда перепонка после них не зарастает и формируется стойкая перфорация в герметичной мембране, которая отделяет ухо от внешней среды. В итоге нарушается вибрация и искажается передача звука, человек начинает хуже слышать. Кроме того, отверстие в перепонке становится входными воротами для инфекции, которая, в свою очередь, приводит к обострению хронических отитов, гноетечению, боли и прогрессирующей потере слуха». 

В настоящее время эта проблема решается хирургическим путем. «Выполняется тимпанопластика, целью которой является восстановление целостности барабанной перепонки и, как следствие, — улучшение слуха. Для этого в основном используются различные ткани самого пациента. Процесс приживления продолжительный и не во всех случаях удается добиться закрытия перфорации. Но даже при положительном исходе восстановленная перепонка не полностью совпадает по своей структуре с природной. Второй момент в том, что существующие на сегодня операции сложные, иногда многочасовые, и доступны они не в каждом ЛОР-отделении. В нашей клинике проводится более 200 подобных операций в год. Перед учеными, врачами-отоларингологами, специалистами по клеточной терапии и биоматериалам встала необходимость привлечения методов регенеративной медицины — чтобы сделать восстановление слуха более эффективным и простым», — подчеркнул профессор.

Чтобы закрыть перфорацию в барабанной перепонке, необходимо было получить максимально подходящий материал. Этой задачей занялись специалисты из Научно-технологического парка биомедицины.

«Для восстановления перфорации барабанной перепонки мы решили создать новые для нас и более сложные тканеинженерные конструкции. За основу взяли ранее разработанные биочернила, содержащие биосовместимый гидрогель и клеточные сфероиды. Затем с помощью 3D-биопринтера на биобумаге, в качестве которой выступали коллагеновые матрицы, напечатали конструкты. Предстояло закрыть область дефекта диаметром примерно около 5 мм. Конструкты получились очень удобными для имплантации и установки: плотная коллагеновая матрица позволила брать их пинцетом и перемещать в область перфорации, а гидрогель в их составе стал не только оптимальной средой для роста клеток, но и создал дополнительный объем биоэквивалента. Это позволило зафиксировать конструкт в области дефекта, благодаря чему он не смещался и оставался на месте в течение всего процесса регенерации», — рассказала младший научный сотрудник Института регенеративной медицины Полина Бикмулина.

«Мы проводили этот опыт на шиншиллах, потому что их перепонка очень похожа на человеческую — и по своей структуре, и по размерам. Мы взяли животное со стойкой перфорацией перепонки, ввели биоэквивалент в место дефекта и стали наблюдать за результатами. Когда через месяц мы начали изучать перепонку через эндоскоп с увеличением, то не смогли найти точку, куда был введен биоэквивалент — настолько она восстановилась. Причем в ней восстановились все слои, и гистологически она стала неотличима от естественной, природной перепонки. Что особенно важно — она передает вибрацию так же, как это делает нативная перепонка. Для нас это стало большим, знаковым событием», — добавил Валерий Свистушкин.

По его словам, новая технология сильно упрощает процесс оказания помощи людям с перфорацией перепонки и хорошо показывает, для чего нужна регенеративная медицина. «Стандартная операция — это кропотливая, ювелирная работа: выделение остатков барабанной перепонки, забор лоскута, выделение надхрящницы, истончение хрящей, их тщательная укладка под барабанную перепонку в области перфорации, одним словом — вышивание крестиком сложных фигур в объеме кубического сантиметра. А здесь нам не надо проводить большинство этих сложных манипуляций, мы просто освежаем края и накладываем заплатку из коллагена, она сама прирастает, да еще и замещается нормальной тканью. В этом и был смысл нашей работы», — отмечает Валерий Свистушкин.

Операция по новой технологии ученых Сеченовского Университета идет в разы быстрее обычной — в пределах 40 минут. Она является профилактикой осложнений хронических гнойных отитов, что принесет ряд преимуществ и пациентам, и системе здравоохранения. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 21-15-00339. 

Сейчас ученые ожидают принятия поправок в Федеральный закон № 180-ФЗ «О биомедицинских клеточных продуктах», после чего можно будет переходить к клиническим испытаниям и лечению людей.