Ясли для клеток. Разработка учёных поможет в проектировании имплантатов

Поскользнулся, упал, очнулся – гипс! В такую ситуацию люди попадают очень часто, особенно в сезон гололёда. Кости срастаются достаточно долго. В итоге человек выпадает из обычной жизни. Бывает и так, что в результате сложного перелома или, к примеру, онкозаболевания, утрачивается целый фрагмент кости. В этом случае востребованы методы тканевой инженерии, разработкой которых занимаются в том числе в ПНИПУ. Для ускорения регенерации костей там разработали программу, которая позволяет проектировать уникальную структуру скаффолдов. Это решетчатые конструкции для прорастания клеток. Их имплантируют вместо отсутствующего фрагмента кости. Некоторые скаффолды (например, полимерные) со временем рассасываются. На их месте остается только проросшая восстановленная костная ткань. Подробнее – в материале сайта perm.aif.ru из серии публикаций проекта «Наука открывать».

С детства мечтала стать учёным

Над разработкой программы для проектирования структуры скаффолдов в Пермском политехе работала целая команда, в том числе Наталия Еленская. С детского сада она мечтала стать учёным или педагогом.

«Если с преподаванием всё было относительно понятно – я хотела быть учителем начальных классов или математиком, то профессия учёного мне представлялась абстрактно. На вопрос о том, что он делает, я в те годы вряд ли могла ответить. Почему я выбрала тогда именно эти профессии? Сложно сейчас сказать, думаю, мне хотелось много знать и приносить пользу людям», – рассказывает старший преподаватель, младший научный сотрудник Научно-исследовательской лаборатории «Механика биосовместимых материалов и устройств» ПНИПУ Наталия Еленская.

Уже в те годы Наталия была очень любознательна и старалась выяснить, как что устроено. Когда пришло время выбирать вуз, девушка решила идти по стопам родителей (оба учились в Пермском политехе) и поступила на факультет прикладной математики и механики.

«Высшее образование у меня по специальности «прикладная механика». Диплом магистра я получила в 2021 году, сейчас учусь на последнем курсе аспирантуры. Специальность выбрала как у отца, так что моё решение дома полностью одобрили», – говорит молодой учёный.

Путь в науку

Когда Наталия Еленская проходила магистратуру, научный руководитель – Михаил Ташкинов – предложил ей принять участие в проекте, который был связан с изучением биомиметических (созданных на основе природных структур) материалов – они используются в медицине для замены повреждённых тканей, к примеру, костей, суставов.

«Через какое-то время я трудоустроилась в научно-исследовательскую лабораторию. Вместе со своим научным руководителем и коллегами участвовала в программе «Мегагранты» (программа Министерства науки и высшего образования РФ, цель которой – поддержать научные проекты и молодых учёных. – Авт.), – рассказывает Наталия Еленская. – Получив грант, мы разработали программу, которая позволяет рационально изменять структуру скаффолда, адаптируя её к требованиям замещаемой костной ткани».

Актуальная задача

Операции по восстановлению костных дефектов занимают второе место в мире среди манипуляций по эндопротезированию тканей. Исследования в этой области имеют очень большое значение. За регенерацией тканей с помощью скаффолдов – будущее, считают специалисты.

«Этот вопрос изучают как в России, так и за рубежом. Мы присоединились к этой работе в рамках программы мегагрантов совместно с нашим зарубежным коллегой, который на тот момент уже продвинулся в исследованиях», – рассказывает Наталия Еленская.

По её словам, разработка учёных политеха поможет исправлять костные дефекты после хирургического вмешательства или при лечении онкобольных. Технология нужная, но при этом непростая.

«Проектирование структуры скаффолда начинается с определения желаемых свойств идеального имплантата. Они включают множество требований к механическим и биологическим характеристикам, – поясняет Наталия Еленская. – К примеру, скаффолд должен имитировать структуру и биологические функции тканей, обеспечивать комфортную среду для разрастания клеток, формирования костной ткани. Нюансов очень много».

Учёные политеха с помощью созданной ими программы смоделировали несколько видов скаффолдов, предназначенных для замещения повреждённых фрагментов костной ткани. Уникальность разработки в том, что на этапе проектирования можно настраивать свойства структур так, чтобы имплантат в наибольшей степени соответствовал заменяемому участку.

Почему учёным быть интересно?

Наталия Еленская говорит, что никогда не жалела, что решила заняться научной деятельностью.

«Это творческий процесс решения различных фундаментальных и прикладных задач. Интерес представляют как сами исследования, так и интерпретация полученных результатов. При этом во время работы ты постоянно узнаешь что-то новое. Особую ценность представляет и участие в конференциях – это прекрасная возможность обсудить полученные результаты, завести новые знакомства и наладить сотрудничество с другими научными группами», – рассказывает Наталия Еленская.

«Интерес представляют как сами исследования, так и интерпретация полученных результатов. При этом во время работы ты постоянно узнаешь что-то новое. Особую ценность представляет и участие в конференциях – это прекрасная возможность обсудить полученные результаты, завести новые знакомства и наладить сотрудничество с другими научными группами».

По её словам, важнее всего в работе учёного то, что она приносит пользу людям.

«Когда чувствуешь, что трудился не зря, что твои исследования позволяют сделать жизнь лучше – это прекрасная мотивация, чтобы двигаться дальше», – говорит учёный.

Проект «Наука открывать» получил поддержку Института развития интернета (АНО «ИРИ»).

Против ожогов и ран. В Пермском политехе разработали заживляющую мазь Подробнее