Барьер на коже: российские ученые разработали первый «тканевый пистолет» для заживления ран
В Университете МИСИС представили первый в России «тканевый пистолет», который может останавливать кровотечения и запускать регенеративные процессы при ранениях легкой и средней степени тяжести. Устройство, созданное в НОЦ Биомедицинской инженерии НИТУ МИСИС, предназначено для работы в военно-полевых условиях и в зоне ЧС.
Барьерный эффект на поврежденную кожу создается за счет параллельной двухкомпонентной высокоточной доставки в рану обезболивающих, кровоостанавливающих, антибактериальных и других веществ. При поперечном сшивании биоактивный материал образует на ране пленку, препятствующую бактериальному инфицированию и создающую благоприятные условия для ускоренного заживления раны. Для предотвращения бактериальных инфекций и облегчения боли можно использовать материалы с добавлением таких лекарств, как антибиотики или анестетики.
«В отличие от существующих мировых аналогов, разработанное устройство полностью автономно и питается от встроенных аккумуляторных батарей, которые можно заряжать через USB-порт», — говорит автор разработки Тимур Айдемир, к.т.н. – Перед работой два стандартных шприца объемом 20 мл наполняют биополимерами и лекарственными препаратами. Через специальный порт подключается третий шприц и устройство заполняется сшивающим агентом, после чего заправочный шприц отключается. При нажатии на спусковой крючок ультразвуковая система одновременно собирает все компоненты в зоне давления, формируя полимерный сшитый биоматериал, способный остановить кровотечение и ускорить регенерацию тканей».
Стоимость изготовленного образца 40 000 рублей.
Корпус и детали печатаются в НИТУ «МИСиС» с использованием технологий 3D-печати FDM и SLA. По словам разработчиков устройства, когда оно будет внедрено в промышленное производство, оно уже не будет использоваться в 3D-печати, а вместо этого будет отлито из пластика, что сделает его еще дешевле. При необходимости 3D-принтер можно использовать для печати частей «оружия» в зоне боевых действий.
«Мобильные госпитали, дислоцированные в зоне чрезвычайной ситуации или боевых действий, нуждаются в автономном портативном устройстве, способном остановить кровотечение и ускорить регенерацию живых тканей в сложных условиях», — поясняет Федор Сенатов, кандидат технических наук, соавтор разработки НИТУ «МИСиС». «Существующие в настоящее время устройства со схожим принципом работы являются большими и сложными для таких условий».
Полное название запатентованного устройства — ручной автономный комплекс двухкомпонентной 3D-биопечати с системой ультразвуковой полимеризации для обработки раневых поверхностей. Широкие возможности ручного электромеханического управления подачей материала позволяют точно настраивать соотношение компонентов и изменять их в режиме реального времени. Система поддерживает шприцы с биоматериалами в два раза больше мировых аналогов (до 22 мл), что увеличивает автономность устройства.
Кроме того, в разработанном устройстве впервые сложная система транспортировки материала в зону печати (например, микрожидкостный чип или высоковольтный преобразователь для производства волокон) заменена на более простую и функциональную. 1. При печати используется конструкция на основе ультразвуковой мембраны с автоматической системой подачи сшивающего агента на основе, которая позволяет создавать направленную аэрозольную струю сшивающего агента в зоне печати.
