Биомиметический и биосовместимый клей для медицины и ортодонтии

 

Наименование проекта Биомиметический и биосовместимый клей для медицины и ортодонтии
Описание В этом проекте была разработана технология производства биосовместимого клея для использования в хирургии или ортодонтии. Общая идея этого проекта относится к использованию на практике молекулярного механизма, который позволяет водным беспозвоночным животным прикрепляться к твёрдым субстратам, на которых они живут, с использованием клейких (адгезивных) веществ. Особенность таких веществ, соответствующая требованиям, предъявляемым к медицинским клеям, в том, что они биологически безопасны, способны прилипать к влажным поверхностям и затвердевать под водой. Подавляющее большинство синтетических адгезивов для домашних или технических целей не подходят для склеивания живых тканей в организме. В тоже время, адгезия в водной среде широко распространена в природе. До настоящего времени наиболее хорошо изучен механизм адгезии моллюсков (мидий), и это знание привело к разработке новых биосовместимых клеев с высокой адгезионной прочностью. Эти материалы в будущем могут заменить хирургические швы и традиционные медицинские сиаланты, потому что традиционные (фибриновые или желатиновые) сиаланты имеют низкую адгезионную прочность. Мы изготовили новый клейкий биоматериал в форме рекомбинантного белка. Аминокислотная последовательность этого белка содержит мотивы природных адгезивных белков мидий MFP-1 и MFP-3. Наш рекомбинантный белок Trx-Fp-131 продуцируется в E.coli и приобретает посттрансляционные модификации, которые необходимы для проявления адгезивных свойств. Рекомбинантный адгезивный белок был очищен и использован для испытания его адгезионной прочности. Наш материал показал высокую адгезионную прочность (3,2 МПа), которая значительно превосходит адгезионную прочность традиционных медицинских фибриновых клеев.
Новизна Мы разработали новый клейкий биоматериал, который является рекомбинантным белком и производится в бактериальных культурах. Этот материал является биомиметиком естественных клейких белков мидий, которые в природе обеспечивают прикрепление моллюскам. Наш материал продемонстрировал высокую адгезионную прочность, превышающую адгезионную способность медицинских фибриновых клеев.
Уникальность Это первый клейкий материал с реальными перспективами использования в медицине и ортодонтии (стоматологии), который разработан в Казахстане. Существуют зарубежные аналоги данной разработки, по причине большого интереса к этой технологии в мире.
Преимущества для окружающей среды и общества

Биоматериал, который мы разработали, производится в живой системе (культуры рекомбинантных бактерий, в колбах). Опубликованы данные, относящиеся к аналогичным материалам, которые показывают отличную биосовместимость и экологическую безопасность.

Перспективы применения Использование медицинских клеев со временем революционизирует хирургию. В принципе, такие медицинские клеи могут полностью заменить хирургические швы. Клеи также могут быть использованы для прикрепления различных устройств, в том числе наноразмерных частиц в теле пациента для терапевтических целей. Преимущества для общества связаны с внедрением инновационных технологий в здравоохранение.
Экономические выгоды Производство рекомбинантных белков в бактериях является экономически эффективной технологией. Напротив, получение адгезивных белков из природных источников (мидий) является дорогостоящей и трудоёмкой работой. На рынке присутвует биоадгезивный материал, который реально извлекают из мидий, который называется Cell-Tak. Цена этого материала ~1000 долларов США за 1 г. Такая высокая цена объясняется тем, что требуется обработать 10000 мидий для получения 1 г. Cell-Tak. Мы можем производить аналогичное количество нашего биоадгезива по цене ~1% от цены природного материала Cell-Tak.
Конкуренты Технология производства рекомбинантного адгезивного белка является совершенно новой для Казахстана. Конкуренты разработки в форме экспериментальных биоадгезивных материалов созданы в США и Южной Корее. Тем не менее, промышленного производства таких биомиметических материалов пока нет ни в одной стране мира из за новизны технологии.
Дополнительная информация Очень важные и многообещающие результаты были получены в этой области науки некоторыми зарубежными исследовательскими группами. Например, на основе рекомбинантного биоадгезивного белка был создан медицинский клей с фотоактивируемой полимеризацией (так называемый фотоиндуцируемый белковый клей, LAMBA), который уже находится в доклинических исследованиях фазы I (большое достижение!) в Южной Корее.

ПОДЕЛИТЬСЯ

О нас

Республиканское государственное предприятие «Национальный центр биотехнологии» Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан – ведущий биологический научный центр страны, реализующий государственную политику поддержки и развития биотехнологической отрасли - создан Указом Президента Республики Казахстан в 1993 г.

Последние новости

Подписаться

Подпишитесь на новости