Сохранить ноги и детство
В Самаре разработали первый в мире детский раздвижной эндопротез голеностопного сустава
Андрей Николаенко, директор НИИ бионики и персонифицированной медицины СамГМУ
Избежать ампутации
– Как давно вы занимаетесь протезированием и какие задачи ставите перед собой?– Моя специализация – опухоли костей у взрослых. Я начал работать над темой протезирования около десяти лет назад, когда писал докторскую диссертацию. Позже под эту тему открыли направление в Самарском государственном медицинском университете, а затем научно-исследовательский институт. Сегодня я директор НИИ бионики и персонифицированной медицины, врач-онколог. И моя главная задача – разрабатывать технологии, которые позволят пациентам с опухолями костей сохранять качество жизни, избегая ампутации.
– Что послужило толчком к созданию детского раздвижного протеза?
– Как врач, я хорошо знаю эту проблему. Общаясь с детскими хирургами, я понимал: еще 10–15 лет назад диагноз «опухоль кости» в раннем возрасте почти всегда вел к ампутации. Дети теряли возможность нормально двигаться, испытывали глубокую психологическую травму. А теперь, когда прекратились поставки импортных протезов, пациенты остались без жизненно важных технологий. Министр здравоохранения РФ Михаил Мурашко и ректор СамГМУ Александр Колсанов поставили перед нашей командой задачу создать отечественный растущий протез, который минимизирует повторные операции и сохранит мобильность ребенка.
– Сколько времени заняла разработка?
– Около пяти лет. Процесс был поэтапным: сначала создали модель, потом макет, затем провели испытания на биологических тканях, смоделировали движения в виртуальном пространстве, выполнили биомеханические и клинические проверки. Мы продолжаем испытания, вносим коррективы и постоянно улучшаем разработку.
С 2021 на базе НИИ бионики и персонифицированной медицины СамГМУ произведено более 1,5 тыс. экзопротезов, которые установлены в ведущих центрах страны и за рубежом
– Кто входит в вашу команду?
– У нас большая междисциплинарная группа из инженеров, специалистов промышленных компаний (в том числе оборонных заводов), материаловедов, врачей. Мы объединили усилия с Национальным медицинским исследовательским центром (НМИЦ) онкологии имени Н.Н. Блохина, Национальным медицинским исследовательским центром детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева. Без такого сотрудничества прорыв был бы невозможен.
– В чем, на ваш взгляд, главная ценность вашей разработки?
– Каждый протез – шанс для ребенка сохранить ногу и жить полноценной жизнью. До появления технологии единственным выходом часто была ампутация, которая лишала ребенка возможности полноценно двигаться, провоцировала психологические травмы и требовала длительной реабилитации. Растущие эндопротезы сохраняют анатомическую целостность конечности, минимизируют количество операций и позволяют детям вернуться к обычной жизни. После протезирования они могут ходить, учиться, заниматься спортом.
– Какую проблему решает растущий протез?
– Ключевая – рост ребенка. У взрослых скелет сформирован, а у детей одна нога растет, а вторая – нет, если кость заменена металлом. Наш протез «выращивает» оперированную конечность синхронно со здоровой, сохраняя биомеханику и психологическую устойчивость ребенка. Например, если большеберцовая кость заменена металлом, протез искусственно «растягивает» ее, чтобы избежать деформации.
– Объясните простым языком, как это работает?
– Представьте часовой механизм, который активизируется внешним магнитным полем. Шестеренки крутятся и «раздвигают» протез. Разница в том, что часы работают без нагрузки, а наш протез функционирует под весом тела – это намного сложнее. Длина корректируется дистанционно, без операций, по мере роста ребенка.
Невыполнимая задача
СамГМУ обладает собственной производственной базой, обеспечивающей полный цикл создания медицинских изделий – от идеи до вывода на рынок
– Почему выбор пал именно на голеностопный сустав, в чем его сложность и особенность?
– При опухолях часто удаляют всю кость вместе с зоной роста. Голеностоп – особенно сложная анатомическая зона из-за множества связок и сухожилий. И его протезирование долгое время считалось невыполнимым. Но мы справились: протез компенсирует дисбаланс, когда бедренная кость растет, а большеберцовая – нет..
– С какими техническими сложностями вы столкнулись при разработке?
– Главная трудность – совместить миниатюрный размер, так как голень у ребенка значительно тоньше бедра, с высокой надежностью. Механизм должен выдерживать до 300 кг – пиковые нагрузки при беге и прыжках. При этом протез должен быть легким, прочным и точным. Особенно сложно было добиться идеальной обработки стали – малейшие погрешности нарушают биомеханику движения. Инженерам пришлось уменьшить механизм, сохранив его мощность. Также специалисты обеспечили безотказность протеза под экстремальными нагрузками и подобрали материал, который не изнашивается, но при этом не утяжеляет протез.
– Расскажите о вашей первой пациентке.
– Ею стала пятилетняя девочка из Самары с остеосаркомой правой большеберцовой кости. Лечение проходило в два этапа в НМИЦ онкологии имени Н.Н. Блохина. Сначала хирурги удалили пораженную часть кости, установили временный цементный спейсер для стабилизации сустава, а затем заменили спейсер на растущий эндопротез, изготовленный по данным КТ и МРТ девочки. Сейчас ребенок проходит реабилитацию: встает на ногу, восстанавливает двигательные функции. Специалисты прогнозируют, что вскоре ее походка будет неотличима от здоровой. Благодаря отечественной разработке и слаженной работе хирургов и онкологов удалось избежать ампутации и дать ребенку шанс на нормальное качество жизни.
– Если говорить в целом о раздвижных эндропротезах СамГМУ, где уже они используются и как давно?
Разработки Центра НТИ «Бионическая инженерия в медицине» СамГМУ: «умный» миограф «Миоспрут», «умный» ортез, линейка «умной» одежды «Миободи» и «Миобриз»
– Операции с их использованием начали проводить детям с конца 2024 года. Протезы уже устанавливали в ведущих федеральных центрах: НМИЦ детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева, НМИЦ онкологии имени Н.Н. Блохина, НМИЦ детской травматологии и ортопедии имени Г.И. Турнера. Ранее мы создали раздвижные эндопротезы бедренных костей, которые использовали более чем в 25 операциях в России и за рубежом.
– Чем ваш протез отличается от зарубежных аналогов?
– Нельзя сказать, что у нас есть принципиальные отличия, – механизм один. Наука едина, мы изучили опыт и ошибки зарубежных коллег, поэтому смогли разработать технологию быстрее, зная, куда двигаться и каких проблем избегать. Важно, что мы достигли технологического суверенитета, потому что после введения санкций нам отрезали поставки импортных протезов. Пациенты ожидали операции больше трех-четырех месяцев. Сейчас срок ожидания операции – до месяца.
Детство остается детством
За вклад в развитие инновационного эндопротезирования вместе с командой университета Андрей Николаенко стал лауреатом премии Правительства РФ
– Как вы оцениваете долгосрочную эффективность технологии?
– Мы тщательно отслеживаем пациентов, собираем данные о биомеханике, качестве жизни и рисках. Первые результаты обнадеживают: протез сохраняет стабильность, не вызывает отторжения, позволяет детям вести активный образ жизни. Но долгосрочные исследования продолжаются – важно убедиться, что протез выдержит весь период роста ребенка.
– Есть ли перспектива, что российские протезы можно будет покрыть за счет полисов ОМС?
– Пока это невозможно, хотя нам уже удалось снизить стоимость протеза примерно на 30 процентов по сравнению с импортными аналогами. Расходы на протезы покрывают благотворительные фонды. Но в перспективе, если нарастить объемы производства, снизить себестоимость за счет масштабирования и доказать долгосрочную эффективность, это станет реально. Мы стремимся к этому. На данный момент выпуск эндопротезов осуществляется на площадке Центра серийного производства СамГМУ. И является одним из приоритетных проектов, который курирует лично министр здравоохранения РФ. Наш протез – вклад в достижение целей нацпроектов в области высокотехнологичной медицины.
– Какие еще направления вы планируете развивать?
– Мы работаем над телескопическими раздвижными спинальными системами для позвоночника и протезами для челюстно-лицевой области, так как повреждения в этой зоне сильно влияют на качество жизни.
– Какие направления в медицине и бионике станут приоритетными в ближайшее десятилетие?
Первая очередь Центра серийного производства СамГМУ запущена в 2022 году при участии министра здравоохранения РФ Михаила Мурашко
– Технологии биопечати, в перспективе – печать органов: почек, сердца, кожи. Также изучаются ауксетики (материалы, растягивающиеся при нагрузке. – Русфонд) и композиты, имитирующие естественные ткани, что позволяет повысить биосовместимость и долговечность протезов. Это принципиально другие возможности трансплантологии и реконструктивной хирургии.
– Для вас лично разработка растущего эндопротеза голеностопного сустава – это нечто большее, чем просто технологический прорыв?
– Конечно, это не только научный прорыв и технологический суверенитет государства. Это история о том, как медицина и инженерия объединились, чтобы спасти детей от ампутации, а междисциплинарная команда преодолела технические барьеры. Благодаря таким инновациям детство остается детством, а не борьбой за право просто ходить.
Фото предоставлены СамГМУ
Сегодня Центр серийного производства СамГМУ – это две производственные площадки, занимающие участок 7600 м², и более 100 единиц высокотехнологичного оборудования
