Новые технологии меняют хирургию

Самарский государственный медицинский университет торжественно отметил 105 лет со дня основания

Заведующий кафедрой челюстно­-лицевой хирургии и стоматологии Самарского ГМУ член­корреспондент РАН Иван БАЙРИКОВ – один из тех, кто вместе с коллегами обеспечивает научное и технологическое развитие вуза. Обозревателю «Медицинской газеты» Алексею Пимшину он рассказал о том, какие вдохновляющие и удивительные перспективы в хирургии открывают инновационные разработки самарских врачей, инженеров и учёных.

– Иван Михайлович, в ходе юбилейных торжеств неоднократно говорилось, что СамГМУ идёт по пути формирования медицинского технологического университета. Что конкретно это значит?

– Отмечу, что университет входит в число лидеров, участвующих в государственных программах «Приоритет­-2030», «Передовые инженерные школы», «Национальная технологическая инициатива». Его функционал расширяется, добавляется сильная технологическая компонента, в приоритетных направлениях развития – инновационные технологии, в том числе цифровые. Этот вектор развития поддерживаем и мы на уровне нашей кафедры, внедряем новые разработки, расширяем производственную площадку и линейку выпускаемой продукции.

– Чем примечательна ваша кафедра?

– Хотя бы тем, что располагается на базе клиник университета. Только Москва и Питер могут похвастать этим, ни одна другая кафедра на периферии не располагает такими возможностями. Это даёт ряд преимуществ. Например, когда поступает пациент с сочетанной травмой челюстно­лицевой области и трубчатых костей, мы вместе с нашими травматологами­ортопедами курируем данного больного. Хорошо, что здесь есть реанимация, куда мы можем отправить больного, и реабилитация, где можно проводить мероприятия по долечиванию, восстановлению функций. Рядом с нами трудятся и оториноларингологи, ведь это тоже челюстно­лицевая область, хотя у них несколько иные задачи. Все преподаватели кафедры работают в отделении челюстно­лицевой хирургии клиник СамГМУ, а также в базовых стоматологических поликлиниках. Все сотрудники имеют врачебную категорию и выполняют лечебную работу. На клинических базах оборудованы учебные комнаты для студентов, которые оснащены профессиональной аппаратурой и средствами мультимедиа.

– На праздновании юбилея вуза вспоминали тех, кто посвятил свою жизнь служению профессии в стенах университета, его развитию. Ваша кафедра ведь создавалась как стоматологическая?

– Да, она была открыта в 1968 г., затем в 1970­-м была организована кафедра хирургической стоматологии. Первой её заведующей стала профессор Мария Макиенко. Она вместе с ректором института, профессором, заслуженным деятелем науки РСФСР Иваном Сидоренковым и заведующим кафедрой госпитальной хирургии, профессором Александром Аминевым стала организатором стоматологического факультета Куйбышевского мединститута. Моим наставником в профессии был профессор Игорь Федяев. Он 30 лет заведовал кафедрой челюстно­лицевой хирургии и стоматологии СамГМУ, 25 лет был деканом стоматологического факультета. С его участием открыта кафедра стоматологии детского возраста и кафедра стоматологии института последипломного образования, организовано стоматологическое отделение при существовавшем тогда военно­медицинском институте, создан центр по лечению детей с врождёнными расщелинами лица. Мы помним и чтим наших предшественников и стараемся продолжать и развивать заложенные ими традиции.

В данное время наиболее значимые направления, изучаемые на кафедре челюстно­-лицевой хирургии и стоматологии, – это дентальные и челюстно­-лицевые имплантаты из нетканого титанового материала со сквозной пористостью (эта информация получила категорию коммерческой тайны), клеточные технологии, биокерамика со сквозной пористостью для заполнения костных дефектов, использование нанобиокомпозитов в костно­пластической хирургии, методы быстрого прототипирования, эктопротезирование дефектов челюстно­лицевой области, аддитивные технологии, 3D­моделирование и быстрое прототипирование и др. При кафедре организовано три малых предприятия по разработке и внедрению инноваций. В настоящее время серийно выпускаются дентальные имплантаты из нетканого титанового материала со сквозной пористостью. Сейчас вышли на новый этап развития, придали новый толчок остеосинтезу.

Готовящийся переворот

– Неужели дело идёт к саморассасывающимся конструкциям?!

– Совместно со специалистами Тольяттинского государственного университета мы разработали систему фиксации в виде саморассасывающихся эндопротезов и надкостных фиксаторов в виде пластин и внутрикостных стержней из магниевых сплавов. Дело в том, что наш организм на 6% состоит из магния. И нам удалось создать такой магниевый сплав, рассасывающийся в организме. Если медицинские изделия из медицинской легированной стали или титановые конструкции применяются из­за их биосовместимости с тканями человека, то магниевые сплавы инертны и со временем постепенно рассасываются, и не нужно дополнительного оперативного вмешательства.

Сегодня при лечении перелома или после проведения реконструктивной операции на лице мы используем металлические конструкции, которые фиксируют кости. Когда кость срастается, эти конструкции необходимо удалить,
а это дополнительная травма для пациента – операция, рубец, стресс. Поэтому стремимся использовать магниевые сплавы – абсолютно биосовместимый материал. Таким образом, мы сможем установить пластину, фрагменты кости срастутся, через три месяца магниевый сплав начнёт рассасываться, и через полгода этой пластины не останется. Сейчас мы уже сделали внутрикостные винты из магниевых сплавов. Уверен, что эта технология позволит совершить переворот в стоматологии и в медицине в целом.

– В прошлом году СМИ сообщали о том, что челюстно­лицевые хирурги клиник Самарского ГМУ впервые в своей практике провели операцию с применением эндопротеза, напечатанного на 3D­принтере.

– Да, мы одними из первых внедрили и поставили на поток дентальные и челюстно­лицевые имплантаты из нетканого титанового материала со сквозной пористостью. Из него по индивидуальным параметрам на основе данных компьютерной или магнитно­резонансной томографии создаются биоинженерные конструкции, то есть индивидуальные эндопротезы, которые мы устанавливаем пациентам в клиниках университета для устранения дефектов. Строим 3D­модель – и методом лазерного спекания изготавливаем персональный эндопротез. Технология разработана на базе центра НТИ «Бионическая инженерия в медицине».

Помимо самой технологии, также важен материал, из которого делаются эти протезы. Как известно, титан – это наиболее совместимый с организмом металл, поэтому из него создаётся большинство протезов. Нашей задачей было сделать так, чтобы протез был максимально биосовместим и в него ещё и прорастали собственные ткани человека. В природе не бывает чистого титана со сквозной пористостью. Все предшествующие попытки создать его, в том числе путём послойного лазерного спекания, приводили к тому, что возникают биоплёнки, окисления и пр., и он теряет свои биомеханические свойства.

Что мы сделали? Мы взяли тоненькую проволоку из чистого титана, навили её в виде спирали, уложили определённым образом и затем методом холодного прессования изготовили деталь (возможна любая форма). Таким образом, из чистого титана мы получили протез, который обладает принципиально новой морфологией сквозной пористости, имитирующей костно­мозговые пространства и адекватно распределяющей функциональную нагрузку. В него может прорастать собственная ткань человека, причём очень важно, что материал приобретает биомеханические свойства ткани, которая проросла внутрь этого имплантата. Кроме того, его возможно применять в композиции со всеми традиционными металлами без риска потери биосовместимости. Метод позволяет избежать такого осложнения, как прободение внутрь черепа, ведь в таких случаях грош цена всему проделанному оперативному вмешательству. Для этого мы выстилаем изнутри суставную впадину специальным материалом, тоже сделанным индивидуально.

Таким образом, мы получили, с одной стороны, нужный титан, с другой – индивидуальную биоинженерную конструкцию, и с третьей – конструкцию с демпфирующими свойствами. Повторю, это не просто индивидуальный эндопротез, это биоинженерная конструкция. Применимая не только при посттравматических деформациях лицевого скелета или дефектах зубного ряда, но и при дефектах костной ткани, образованных в результате онкологического процесса. Например, после удаления нижней челюсти, которая была разрушена злокачественной опухолью, на её место ставится челюстной имплантат из нашего титана. Ведь больной так устроен, что вначале просит спасти жизнь. В случае опухоли ему делают половинную резекцию нижней челюсти. Но проходит время, и он приходит с просьбой устранить уродство, исправить внешность, восстановить зубной ряд для повышения качества жизни, получить возможность нормально жевать. Наш эндопротез хорошо приживается, позволяет восстановить не только контур лица, но и в дальнейшем установить зубные имплантаты и восстановить исходные функции челюсти.

Помимо изготовления эндопротеза, его ещё важно правильно установить. Для этого мы используем разработанную в СамГМУ систему хирургической навигации и интраоперационной визуализации Autoplan (первая зарегистрированная российская система хирургической навигации), которая помогает нам эффективно планировать и выполнять операции с высочайшей точностью. Смыслом лечения любого перелома является придание неподвижности. На челюстных костях не поставишь никакую лангету для фиксации отломки, поэтому нужно провести операцию внутрикостно без всяких разрезов. Но провести её нужно правильно, ведь ткани мы не рассекаем и картину видеть не можем. В этих целях используем Autoplan, под контролем которого устанавливаем конструкцию, это даёт возможность минимально делать разрезы во рту и перемещать фрагменты.

Отмечу, что именно проект по созданию индивидуальных эндопротезов из титана получил в 2022 г. премию «Технологический прорыв». Воплотить эту разработку в жизнь нам помогли учёные аэрокосмического Самарского национального исследовательского университета им. С.П.Королёва. Мы запатентовали технологию, получили разрешение на серийный выпуск имплантатов, и с открытием центра серийного производства СамГМУ начали выпуск.

Сегодня, когда мы вышли на саморассасывающиеся материалы, я вижу следующим этапом работы создание нетканого материала из магниевого сплава. Это было бы то, что нужно, это очень перспективная вещь.

Технология эндопротезов из пористого титана превосходно работает, но при этом мы всё равно наносим травму пациенту. Стремясь уйти от этого, мы пошли по пути использования стволовых клеток. Их можно выделить из жировой ткани. Методом пункционного забора берётся жировая ткань, клетки выделяются на чашку петри, начинают расти, размножаться в специальной среде. Когда клеток становится достаточно, мы помещаем их на искусственный костно­пластический материал, и клетки его пропитывают, прорастают в него. Затем костно­пластический материал в виде гранул помещают в костную полость и начинается активный процесс регенерации кости в области дефекта.

Передаём знания

– Ваши разработки получают всё большую известность и признание. Как передаёте знания коллегам из других регионов?

– К счастью, и здесь мы отличаемся от многих. Благодаря стараниям ректора получили современную операционную, оснащённую, как я упоминал, системой хирургической навигации «Автоплан», эндоскопом, цифровыми технологиями. Это позволило нам внедрить инновационные технологии обучения: мультимедиа, видеотрансляции из операционной в режиме online, видеоконференции с участием профессоров, визуализированные тестовые задания. Проводим также мастер­классы и вебинары по актуальным проблемам челюстно­лицевой хирургии. Организуем такое обучение дважды в месяц для коллег из других регионов и ежедневно применяем их в учебном процессе, что
очень важно для наших обучающихся.

Дружим с врачами из Нальчика, Архангельска, не обделяем вниманием своих коллег из близлежащих Ульяновской, Пензенской областей, Уфы, Саратова, Волгограда. Большую заинтересованность в освоении наших технологий проявляют врачи из Индии, Китая. Они чутко держат нос по ветру. Как только узнали о наших реконструктивных операциях, сразу предложили сотрудничество, грантовую поддержку. Но мы пока не торопимся делиться своими наработками.

– А вообще челюстно­лицевая хирургия достаточно особенная специальность, не во многих многопрофильных больницах она представлена. Почему?

– Потому что это очень тонкое дело. Ведь во всём мире по уровню оказания челюстно­лицевой помощи оценивают уровень всей остальной медицинской помощи. Здесь все ткани человека взаимосвязаны, иннервация, анатомия, кровоснабжение, регенерация – всё работает иначе, чем в остальных частях организма.

Но сейчас челюстно­лицевая хирургия становится, я бы сказал, модной специальностью. С лечебного факультета желающие освоить её к нам валом валят. Но они всю стоматологию проходят за 6 дней, многих вещей, конечно, не знают, особенно специфики одонтогенной инфекции, заболеваний зубов и т.д. А мы учим 5 лет, и потом врач учится всю жизнь.

Фото Александра ХУДАСОВА.