Современная медицина сталкивается с проблемой эффективной остановки кровотечений, особенно в условиях экстренных ситуаций и сложных хирургических вмешательств. Существующие гемостатические материалы, такие как губки, зачастую не обеспечивают пролонгированного действия и не способны контролировать высвобождение коагулянтов, что ограничивает их применение. Для обеспечения надёжной и долговременной остановки кровотечений требуется инновационный подход, сочетающий биосовместимость материала и контроль за высвобождением активных компонентов. Основная цель проекта заключается в разработке инновационной биосовместимой губки с контролируемым высвобождением тромбина и фибриногена двух ключевых компонентов процесса свёртывания крови. Это решение позволит повысить эффективность остановки кровотечений за счёт сочетания быстрого действия и пролонгированного эффекта. Основой метода станет инкапсуляция тромбина и фибриногена в полимер PLGA (поли(лактин-ко-гликолид)), что обеспечит их стабильность и контролируемое высвобождение, создавая новые возможности для разработки более эффективных гемостатических средств. Исследования в рамках проекта будут проводиться поэтапно. На первом этапе будет разработан метод микрокапсуляции тромбина и фибриногена, при котором коагулянты будут защищены оболочкой из PLGA для их постепенного высвобождения. Далее, создастся биосовместимая губка на основе хитозана и желатина, в которую будут интегрированы микрокапсулы. Особое внимание будет уделено формированию пористой структуры губки с использованием лиофилизации для улучшения её адсорбционных и механических свойств. На финальном этапе будут проведены доклинические испытания in vitro и in vivo, чтобы оценить биосовместимость, эффективность и безопасность губки. Ожидаемым результатом станет создание продукта медицинского назначения – инновационной губки с контролируемым высвобождением тромбина и фибриногена. Этот материал будет обладать улучшенными характеристиками, включая быстрое начало действия и долговременный эффект. Губка найдёт применение, как в экстренной медицине, так и в плановых хирургических вмешательствах, что снизит риски, связанные с кровопотерями, и улучшит клинические исходы. Проект будет способствовать укреплению научно-технического потенциала Республики Казахстан, способствуя развитию в области химии, биотехнологии, биомедицины и фармацевтических технологий. Укрепление междисциплинарных связей между этими направлениями создаст новые возможности для научных организаций и университетов Казахстана, повысив их конкурентоспособность на международной арене. Результаты проекта будут иметь высокий потенциал для коммерциализации и внедрения в практическое здравоохранение, что усилит развитие национальной медицинской индустрии. Практическая значимость проекта заключается в высокой готовности его результатов к дальнейшему развитию и внедрению в медицинскую практику. После успешного завершения доклинических испытаний разработанный материал может быть адаптирован для проведения клинических исследований, что откроет путь к его дальнейшей коммерциализации и использованию в здравоохранении. Это решение поможет сократить риски, связанные с кровопотерями, и уменьшить число осложнений при тяжёлых травмах и хирургических операциях. В долгосрочной перспективе проект внесёт значительный вклад в развитие медицины, науки и экономики Казахстана, способствуя улучшению качества жизни населения.
Разработка и исследование биосовместимой гемостатической губки с системой контролируемого высвобождения тромбина и фибриногена для эффективной и пролонгированной остановки кровотечений.
В рамках данного проекта предполагается разработка биосовместимой гемостатической губки на основе хитозана и желатина, инкапсулированной тромбином и фибриногеном, для эффективной и длительной остановки кровотечений. Основным результатом проекта станет создание губки с контролируемым высвобождением коагулянтов, что обеспечит её долговременную эффективность и позволит использовать её для различных типов кровотечений, включая сложные раневые поверхности. Для исследования физико-химических характеристик губок на втором году проекта (2026 г.) планируется приобретение инфракрасного спектрометра. Данный прибор даст возможность проводить глубокий анализ состава и функциональных групп материалов, а также исследовать их устойчивость к температурным воздействиям. Кроме того, на этом этапе будут проведены испытания in vitro, а впоследствии и доклинические испытания in vivo для оценки биосовместимости и гемостатической эффективности. Успешное выполнение проекта позволит не только создать инновационное решение для остановки кровотечений, но и заложить научную базу для будущих исследований в области биоматериалов в Казахстане. Ожидается, что полученные результаты будут иметь высокий социально-экономический эффект, связанный с повышением уровня оказываемых медицинских услуг, улучшением качества жизни пациентов, снижением затрат на лечение и уход пациентов.
Доктор PhD,ассоциированный профессор, Ахметкаримова Ж.С.
H-index: 4; Scopus ID: 55308246100; ORCID ID: 0000-0002-9782-5521.
Магистр биологии Криворучко Т.Н. H-index 1; Scopus ID: 57196455275; ORCID ID: 0009-0000-2159-0773
Магистр биотехнологии Жуликеева А.М. H-index 2; Scopus ID: 57414883300; WoS ID: CJX-0466-2022
Ветеринарный врач Дашевская Н.В.
Atepileva А., Ogay V., etc. & Akhmetkarimovа Zh. (2024). Exploring the Antibacterial and Regenerative Properties of a Two-Stage Alginate Wound Dressing in a Rat Model of Purulent Wounds. Biomedicines, 12(9):2122. doi.org/10.3390/biomedicines12092122 CiteScore 2023 – 5.2; Квартиль – Q1; Процентиль – 85. (Pharmacology and Pharmacy).
Akhmetkarimova Z.S., Kudaibergen G.K.,Kaukabaeva G.K.,Abeldenov S.K., Rysbek A.B. (2023). Thiol-Ene Click Synthesis of Alginate Hydrogels Loaded with Silver Nanoparticles and Cefepime. Eurasian Journal of Chemistry, 110(2), 59-68. doi:10.31489/2959-0663/2-23-14. CiteScore 2022 – 0.5; Квартиль – Q4
Toktarov T., Saginov B., Raimagambetov Y., Akhmetkarimova Z, Kudaibergen G,Eskendirova, S, …& Ogay, V. (2022). Heparin-Conjugated Fibrin Hydrogel with Chondroinductive Growth Factors and Human Synovium-Derived Mesenchymal Stem Cells for the Treatment of Articular Cartilage Defects: Evaluation of Clinical Safety. International Journal of Biomedicine, 12(4), 539-547. doi:10.21103/Article12(4) _OA3. CiteScore 2022 – 0.5; Квартиль – Q4
Kudaibergen, G., Akhmetkarimova, Z., Yildirim, E., & Baidarbekov, M. (2023). Thiol-ene clickable gelatin–hyaluronic acid cryogels. Journal of Materials Science, 1-11. doi:10.1007/s10853-023-08693-z. CiteScore 2022 – 7.7; Квартиль – Q1; Процентиль – 83 (Polymers and Plastics).
Sarsenova, M., Raimagambetov, Y., Issabekova, A., Karzhauov, M., Kudaibergen, G., Akhmetkarimova, Z., … & Ogay, V. (2022). Regeneration of Osteochondral Defects by Combined Delivery of Synovium-Derived Mesenchymal Stem Cells, TGF-β1 and BMP-4 in Heparin-Conjugated Fibrin Hydrogel. Polymers, 14(24), 5343. doi:10.3390/polym14245343. CiteScore 2022 – 6.6; Квартиль – Q1; Процентиль – 76 (Polymers and Plastics).
Atepileva А., Ogay V., etc. & Akhmetkarimovа Zh.(2024). Exploring the Antibacterial and Regenerative Properties of a Two-Stage Alginate Wound Dressing in a Rat Model of Purulent Wounds. Biomedicines, 12(9):2122. doi.org/10.3390/biomedicines12092122 CiteScore 2023 – 5.2; Квартиль – Q1; Процентиль – 85. (Pharmacology and Pharmacy).
2025 год
В ходе работы была разработана биосовместимая полимерная губка на основе хитозана и желатина. Полимерная матрица и микрокапсулы на основе PLGA были успешно получены методом двойной эмульсии, что позволило сформировать устойчивую пористую структуру с равномерным распределением полимерных доменов. В процессе формирования материала обеспечены межполимерные взаимодействия, включающие водородные связи и электростатические контакты, что повысило стабильность и механическую целостность губки. Химический состав и структурные характеристики полученного материала подтверждены комплексом аналитических методов. FT-IR-спектроскопия выявила характерные полосы валентных колебаний групп C=O и C-O, отражающие присутствие PLGA и полисахаридного компонента. Спектры 1H и 13C ЯМР подтвердили формирование полимерной матрицы и однородность химической структуры. Сканирующая электронная микроскопия показала развитую пористую морфологию, необходимую для биомедицинских применений.