В Институте бионических технологий и инжиниринга Сеченовского Университета создали органические беспроводные полупроводники с​ p-i-n​-структурой​ для оптоэлектронной стимуляции клеток. Разработка представляет собой сверхтонкие гибкие биосовместимые пленки, которые в перспективе будут вживлять в организм человека, получившего серьезную травму. Эту технологию планируют​ использовать для стимуляции периферических нервов, чтобы ускорить их заживление. Уже в ближайшие месяцы ученые проведут пилотные операции на лабораторных животных. Разработка ведется в рамках программы стратегического академического лидерства "Приоритет 2030" и гранта РНФ 22-79-00155.

Устройство для регенерации нервов состоит из органических полупроводников – натуральных пигментов толщиной около 70 наномилиметров – в тысячу раз тоньше человеческого волоса, рассказал старший научный сотрудник Центра цифрового биодизайна и персонализированного здравоохранения, доцент Института бионических технологий и инжиниринга Сеченовского Университета​ Александр Марков. При воздействии красным светом органические полупроводники создают слабое электромагнитное поле, которое без нагрева стимулирует клетки и заставляет их активнее расти. Технологию уже отработали в лаборатории на клетках, которые помещали на твердую стеклянную подложку. А теперь ученые планируют проверить эффективность устройства на гибкой биосовместимой подложке из шелка. Ее можно будет вживить в организм, обернуть вокруг поврежденного нерва, а затем через кожу воздействовать на ткани красным светом. Удалять из организма устройство после регенерации нерва не понадобится – оно не оказывает токсического эффекта.

«Если при травме произошел разрыв нерва более чем на пять миллиметров, то хирурги его не стягивают и не сшивают, иначе велика вероятность разрыва уже в другом месте, – объяснил Александр Марков.​ – Наше устройство, которое оборачивается вокруг пораженного нерва, фактически​ является «строительными лесами», своеобразным тоннелем внутри которого разорванные нервы прорастут и соединятся. А чтобы ускорить этот процесс, мы используем красный свет».

​По словам автора разработки, магистра второго года обучения по направлению «Наноматериалы», младшего научного сотрудника Института Елены Юсуповской, в качестве подложки для устройства выбрали именно шелк, потому что это биоразлагаемый материал. Через какое-то время он полностью растворится внутри тела, и его не придется удалять. Еще одно преимущество такой подложки в том, что с ней будет удобно работать хирургам. Попадая в организм, шелк становится очень мягким и гибким – обернуть его вокруг поврежденного нерва будет несложно, заключила разработчик.

Сейчас ученые готовятся провести эксперимент на лабораторных крысах. На первоначальном этапе специалисты поместят имплантат внутрь организма животных – на неповрежденный нерв. Затем, воздействуя через кожу на устройство красным светом, проверят эффективность и безопасность технологии. На втором этапе эксперимента сверхтонкую пленку обернут вокруг поврежденного нерва животного и оценят, насколько технология ускоряет регенерацию по сравнению с естественным периодом восстановления. После доклинических испытаний на животных будут проведены все последующие исследования, необходимые для внедрения разработки в практическое здравоохранение. По словам Александра Маркова, проведенные исследования дают надежду, что в перспективе устройство можно будет применять не только для восстановления нервов, но и для глубокой беспроводной стимуляции головного мозга.

За создание органических беспроводных полупроводников для восстановления нервов Елена Юсуповская удостоилась первого места во Всероссийском инженерном конкурсе. Итоги конкурса, стартовавшего в начале этого года, объявили 2 июня в инновационно-образовательном комплексе «Техноград» на ВДНХ. ​