Разработка пористых полимерных биоинженерных конструкций с биоактивным компонентом для тканевой инженерии с использованием технологий 3D печати.

В ходе выполнения проекта по Соглашению о предоставлении субсидии от 21.10.2014 № 14.575.21.0088 с Минобрнауки России в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» на этапе № 5 в период с 01.07.2016 по 31.12.2016 выполнялись следующие работы:

• проведено обобщение результатов ПНИ, в т.ч:
• проведен анализ полноты решения задач и достижения поставленных целей ПНИ;
• проведена оценка эффективности полученных результа-тов в сравнении с современным научно-техническим уровнем;
• разработаны рекомендации по возможности использования результатов проведенных ПНИ в реальном секторе экономики, в том числе в биологии и медицине;
• проведен сравнительный анализ структуры и физико-механических свойств биосовместимых трехмерных каркасов с существующими аналогами в мире.
• усовершенствован биосовместимый каркас трехмерных нанобиоконструкций до-полнительного армирования. Разработана методика армирования биосовместимого каркаса.
• проведены сравнительные исследования структурных и механических свойств армированного биосовместимого каркаса.
• разработаны технические требования и предложения по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера — организации реального сектора экономики.
• подготовлен проект ТЗ на ОТР по теме «Разработка технологии получения биоинженерной конструкции для восстановления дефектов костной ткани».
• разработан заключительный отчет о ПНИ и подготовлена отчетная документация.
• изготовлена партия трехмерных нанобиоконструкций для использования при проведении работ по информированию общественности о результатах выполнения ПНИ.
• проведена работа по информированию общественности о результатах выполнения ПНИ.
• разработано технико-экономическое обоснование разработки продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера.

При этом были получены следующие результаты:

В ходе выполнения работ на Этапе 5 был проведен анализ полноты решения задач и достижения поставленных целей ПНИ, оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно- техническим уровнем, проведена разработка рекомендации по возможности использования результатов проведенных ПНИ в реальном секторе экономики, в том числе в биологии и медицине, а также проведен сравнительный анализ структуры и физико-механических свойств биосовместимых трехмерных каркасов с существующими аналогами в мире. Сделан вывод, что работы были проведены в строгом соответствии с КП и ТЗ, а цель ПНИ достигнута. Итоговое комплексное рассмотрение результатов ПНИ, в том числе, структурных, физико-механических параметров, медико-биологических свойств разработанного биосовместимого материала, биосовместимого каркаса и ТНБК, позволяет сделать вывод о том, что полученная в результате ТНБК полностью удовлетворяет достижению целей ПНИ и в целом соответствует (превосходя по некоторым параметрам) зарубежным образцам аналогичных материалов, предназначенных для медицинских имплантатов. Показано, что наработанный в лабораторных условиях биосовместимый материал, биосовместимый каркас и ТНБК на его основе полностью удовлетворяет современным требованиям и являются конкурентоспособными.

Проведено усовершенствование биосовместимого каркаса трехмерных нанобиоконструкций дополнительного армирования, разработана методика армирования биосовместимого каркаса, а также проведены сравнительные исследования структурных и механических свойств армированного биосовместимого каркаса. Рассмотрено пять подходов, заключающихся в дисперсном упрочнении ПЛА матрицы биоактивным оксидом кремния, волокнами СВМПЭ трех видов (СВМПЭ волокна. Фторированные волокна ф-СВМПЭ и «длинные» волокна СВМПЭ с удлиненными индивидуальными филаментами) и углеродным волокном. Разработанная методика армирования заключается во введении дисперсного SiO2 на этапе экструдировани нити в расплав и совместной 3D-печати биосовместимого каркаса и укладки волокон вне зависимости от их вида в ходе печати. В случае функционирования биосовместимого каркаса при невысоких деформациях, возникающих при растягивающих напряжениях, армирование матрицы ПЛА с помощью биосовместимых волокон ф-СВМПЭ или биоактивных дисперсных частиц SiO2 (15% масс.) будет являться оптимальным. Использование того или иного вида армирующего компонента будет зависеть от конкретных условий эксплуатации конечного изделия — имплантата.

Проведена разработка технических требований и предложений по разработке, производству и эксплуатации продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера — организации реального сектора экономики. Предложена дорожная карта экспериментальных работ для создания дополнительных конкурентных преимуществ разработки с учетом привлечения инвестора. Представлены предложения по разработке и производству ТНБК для выхода на российский рынок через 7-8 лет с учетом затрат на НИОКР, доклинические исследования, клинические исследования, создание опытного производства, дистрибуцию и обеспечение активных продаж ТНБК.

Подготовлен проекта ТЗ на ОТР по теме «Разработка технологии получения биоинженерной конструкции для восстановления дефектов костной ткани», который находится в соответствии с направлениями технологического развития, поддерживаемыми в Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации.

Изготовлена партия (30 шт.) трехмерных нанобиоконструкций, выполненных в виде трехмерного каркаса на основе ПЛА/ГАП, для использования при проведении работ по информированию общесвенности о результатах выполнения ПНИ. Проведены работы по информированию общественности о результатах выполнения ПНИ. В том числе, 15 сентября 2016 г. в ТГУ имени Г.Р. Державина состоялся семинар «Инновации в естествознании — от идеи до коммерческого продукта». Соорганизатором мероприятия выступило ООО «НаноБиоТех». В качестве примера успешной инновационной разработки в области нанобиотехнологий были освещены результаты ПНИ, в рамках которого ООО «НаноБиоТех» является Индустриальным партнером НИТУ «МИСиС», и продемонстрированы экспериментальные образцы. Разработано технико-экономическое обоснование разработки продукции с учетом технологических возможностей и особенностей индустриального партнера. Предложенная технологическая схема производства состоит из принципиально новых этапов (введение ММСК), модифицируемых этапов производства (3D-печать, получение нити) и неизменных этапов.