Имя профессора Красноярского медицинского университета Игоря БОЛЬШАКОВА зазвучало много лет назад. Тогда он удивил российское общество созданием «искусственной кожи», способной спасти жизнь людям с обширной ожоговой травмой. В настоящее время Игорь Николаевич работает над другим не менее социально значимым материалом – нейрональной матрицей, которая дает надежду спинальным больным, не способным встать на ноги. За разработки по получению хитозановых продуктов и внедрение их в практическое здравоохранение красноярский ученый в феврале 2014 года получил премию Правительства России в области науки и техники.
Почему тормозится производство и применение жизненно необходимых медицинских материалов в Красноярском крае? Как скажутся на продвижении местных инноваций западные экономические санкции? Об этом мы беседуем с Игорем Большаковым.
– Игорь Николаевич, первая ваша разработка – «искусственная кожа» – появилась еще в начале 2000-х годов. Сегодня, наверное, это покрытие широко применяется российской медициной?
– Первый грант от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере проект «раневые покрытия» получил в 2006 году. На эти деньги мы запустили предприятие ООО «Медакс» в Железногорске. Рядом с ним открыт другой завод, который еще только планирует выпускать продукты, разработанные в медуниверситете. Это те же раневые покрытия, но более сложной рецептуры, которые позволят осуществлять биоинженерные технологии у человека с использованием собственных клеток пострадавшего, получать на этих раневых покрытиях кожные клеточные ансамбли и без потерь пересаживать на ожоговую поверхность. В итоге можно спасти человека, имеющего большую площадь ожога (глубокий ожог 40 процентов кожи считается смертельной травмой). Разработанные раневые покрытия способны закрыть 90 процентов обожженной кожи. Тем самым остается надежда спасти человека, если его своевременно доставить в больницу. Раневые покрытия снимают боль, исключают потерю жидкой части крови, не допускают инфицирования ран. Эти раневые покрытия можно использовать как в экстренных ситуациях, так и просто в быту. Их целесообразно включить в перечень изделий медицинского назначения всех больниц и поликлиник. Но добиться этого нам с большим трудом удалось только в 2012 году. Сегодня этот продукт поставляется из Железногорска более чем в 20 регионов России, в страны ближнего зарубежья. Правда, в Красноярском крае применять его не считают нужным, опираются на старые методы лечения с помощью бинта, ваты и пролоббированных зарубежных продуктов.
– Практическая медицина настолько консервативна?
– Я считаю, в первую очередь применению новых разработок сопротивляются чиновники от медицины. Почему – не понимаю. Ведь очевидно, что продукт крайне востребован для пациента.
– Но испытания-то «искусственная кожа» прошла?
– Испытания проходили, начиная с 2003 года, в краевой клинической больнице, больнице № 20, БСМП г. Красноярска, в Норильске, Санкт-Петербурге, Москве, Челябинской области, Подмосковье, Владимирской, Нижегородской областях. На основании отзывов врачей Росздравнадзор рекомендовал его к применению. Например, действие последней модификации раневого покрытия я демонстрировал на примере 5-летней девочки, получившей ожог 40 процентов кожи. Травма считалась смертельной. Ребенка доставили в Красноярск в крайне тяжелом состоянии. И если бы лечили традиционно, девочка бы погибла. С применением красноярских раневых покрытий жизнь ребенку была сохранена, основной срок лечения составил три с половиной месяца.
– Как действует это покрытие и есть ли у него конкуренты в мире?
– Подобные продукты выпускаются и в других странах, но в наших образцах все составляющие ингредиенты биоразлагаемые – рассасывающиеся на раневой поверхности. Наложил на рану – и «забыл» поменять повязку. Продукт содержит строительный материал, из которого организм синтезирует собственные кожные структуры. В основе покрытия биополимерная матрица, созданная на основе бычьего коллагена и хитозана. Хитозановый полимер синтезируют пчелы, грибы, морские и речные членистоногие. Выглядит продукт как губка с мелкими ячейками.
Губка – это основа искусственной кожи, а чтобы она стала полным аналогом человеческих покровов, нужно внедрить в нее молодую быстро размножающуюся стволовую клетку, получившую сигнал превратиться в клетку кожи, и питательный клеточный слой для нее. Как видите, получение конечного продукта – это достаточно сложная процедура, но она стоит того.
В последних наших изделиях к уже известным полимерам, которые составляют основу губки, мы добавили специальные биологически активные вещества. Они позволяют уменьшать молекулу хитозана до наноразмеров. В этом случае она намного быстрее добирается в ране до цели.
В 2009 году этот проект понравился ЗАО «Роснанотех», на условиях софинансирования планировалось строительство предприятия в Железногорске по выпуску этих нанопокрытий. Но строительство застопорилось на нулевом цикле из-за того, что Красноярский край не нашел соинвестора для вложения региональной доли средств в проект. Через три года после опубликования постановления Правительства РФ, означавшего возведение предприятия, руководство «Роснанотеха» отозвало свои средства, и проект заморозили.
– Но раневые покрытия – не предел возможностей хитозановой губки? Не может ли возникнуть аллергии на этот продукт?
– Никаких аллергических реакций! Этот материал высокобиосовместим и не отторгается организмом. У него нулевая токсичность, продукт не вызывает никаких побочных эффектов. Благодаря этому губку можно не только наносить на раневую поверхность, но и вводить в ткани. Мы провели широкие исследования этого хитозанового продукта и его модификаций в разных сферах экспериментальной и клинической медицины – стоматологии, офтальмологии, акушерстве и гинекологии.
– И каковы результаты? Какие заболевания можно вылечить с помощью хитозановой губки или хитозанового геля?
– На этой основе мы разработали линейку из семи продуктов. Кроме раневых покрытий существует, например, изделие, синтезированное специально для офтальмологии – болхит (я как автор изобретений добавил к названию аббревиатуру своей фамилии). У человека широко распространены заболевания глаз, при которых происходит потеря зрения – макулодистрофия, диабетическая ретинопатия, глаукома, воспалительные заболевания оболочек глаза. В результате развития таких заболеваний задний отсек глаза плохо кровоснабжается, это во многом является причиной падения зрения. Что нужно сделать? Необходимо ввести туда продукт-гель или продукт-губку, чтобы на месте рассасывающегося полимера образовалась мощная кровеносная сеть. Она будет хорошо питать сетчатку, и у человека начнут прогрессивно улучшаться зрительные функции глаза. И мы сделали такое изделие. Провели 400 имплантаций.
Во время выписки – через семь дней после операции – большинство пациентов отмечает заметное улучшение остроты зрения, например, подтверждает при контроле врачом следующую строчку таблицы, по которой проверяют остроту зрения, в течение первого года после операции острота зрения прогрессивно улучшается. Кроме того, продукт у большинства пациентов приводит к расширению поля зрения, а практически слепые люди начинают различать цвета.
Два изделия апробировали в стоматологии. Например, при лечении диабетического пародонтоза. Когда внешне здоровые зубы расшатываются и выпадают, необходимо укреплять ткани вокруг зубов. У 80 процентов пациентов использование хитозановой лиофилизированной массы дало положительный результат. Пять процентов стали практически здоровыми (следует напомнить, что пародонтоз – очень тяжелое, плохо излечимое заболевание, особенно в запущенной стадии).
Матрица продукта может использоваться при лечении воспаления десен, глубокого кариеса, периодонтитов, пародонтитов. Мы попробовали у пациентов заполнять гелем большие полости, образовавшиеся в челюстях после удаления зубов или кист. В этих случаях зубы практически не имеют никакой опоры в челюстях и совершенно не способны выполнять свои функции. Имплантация стоматологического геля в эти полости приводит через три месяца к практически полному восстановлению зубочелюстной системы.
С целью сохранения женского здоровья и поддержания высокого качества жизни женщины предложены продукты профилактической и лечебной женской гигиены. Семь-десять безопасных самостоятельных или с помощью врача введений геля приводят к устранению воспалительно-дегенеративных процессов, ретрофлексии матки, вторичного бесплодия. Этот продукт широко апробирован в красноярских роддомах и женских консультациях. Врачи отмечали, что пролечившиеся у них женщины получили шанс долгожданной беременности.
– А сегодня ваши инновационные продукты применяются во время операций в нашем здравоохранении?
– Нет. Отбор пациентов на операции происходил строго в рамках медицинских испытаний для представления отчетов в Росздравнадзор. Отбирали пациентов врачи в различных клиниках согласно номенклатуре заболеваний. Полученные положительные отчеты после профилактики и лечения отдельными продуктами не были доведены до стадии государственной регистрации по причине недостаточного финансирования необходимых процедур экспертизы. Это был 2008 год. На сегодняшний день появляется заинтересованность отечественного инновационного бизнеса (в первую очередь это Москва и Подмосковье), которая проявляется не только покупкой интеллектуальной собственности у ГБОУ ВПО «КрасГМУ им. В. Ф. Войно-Ясенецкого», но и частными инвестициями в инновационные медицинские проекты.
– Ваша нейрональная матрица, которая имеет перспективу поставить на ноги спинальных больных и о которой уже ходят легенды, держится на той же хитозановой основе?
– Да. Это последний проект, который сейчас разрабатывается. Нейрональная матрица – это та же губка, в которой присутствуют коллаген и хитозан, но состав других важных ингредиентов поменялся кардинально, белковая составляющая уменьшена в три раза, что существенно сократило опасность иммунологического конфликта после имплантации у животных в эксперименте. А хитозан – это, можно утверждать, родной для человека продукт, отдельные фрагменты его молекулы присутствуют в каждом живом организме. Мы научились на этих губчатых матрицах дифференцировать стволовую клетку в нейроны, астроциты и олигодендроциты, которые составляют основу мозговой проводниковой ткани. Хитозан стимулирует массовое образование микрососудов в ткани, что весьма кстати при формировании биоинженерной мозговой клеточной массы в спинном мозге. При контакте этих полимеров с мозговой тканью в эксперименте на животных происходит быстрое заполнение матрицы материнской клеточной массой. Сохраняется в течение длительного времени (месяцы) эксперимента жизнеспособность пересаженных клеток, продуктивное взаимодействие материнской мозговой ткани с тканью трансплантата, восстановление функций спинного мозга – моторной и чувствительной сфер.
– На какой стадии сегодня эта разработка, когда будут прооперированы первые пациенты?
– Пока мы провели испытания в пробирке, а также на мышах и крысах. По результатам экспериментов все приживается и работает. Нижние конечности у крыс после пересадки в полностью поврежденный спинной мозг начинают демонстрировать движения в трех крупных суставах уже через три недели после пересадки. Эти исследования заинтересовали иностранных ученых, которые приезжали к нам на нейроконгресс в июне 2014 года.
Следует сказать, что биоинженерией спинного мозга активно занимаются во всем мире, в частности в Швейцарии, Швеции, Канаде, США, Китае, Южной Корее, Японии. Несмотря на перспективные шаги в этих странах в области биоинженерии спинного мозга, наши предварительные результаты можно оценить весьма положительно. На сегодняшний день в Красноярске получены опытные образцы нейроматриц для человека, ставится задача их испытаний с использованием клеточной массы человека, сказать что-либо определенное, касающееся конечных результатов, сегодня не представляется возможным, нужны усилия специалистов нескольких лабораторий и солидные инвестиции в этот проект.
В России около 60 тысяч пациентов, которым нужна такая трансплантация. Можно считать, что сегодня решение такой проблемы – это полуфантастика, но ничего невозможного нет, если соединить в единую цепочку несколько составляющих, о которых я сказал выше.
– Так в чем загвоздка?
– В отсутствии лаборатории и средств. Мы надеемся, в ближайшее время будет получено разрешение на подготовку заявки в Минпромторг, проведена научно-техническая экспертиза проекта, подготовлена дорожная карта, рассчитаны параметры научно-производственного участка, подключены в этот проект профильные лаборатории. Надеемся, что активное участие в этих событиях примут ученые из НИИ общей генетики им. Вавилова (Москва), сибирские научные учреждения цитологии и генетики (Томск, Новосибирск). Планируется наукоемкое производство для получения и контроля биоинженерных объектов.
– Возможно, с помощью вашей уникальной губки в будущем можно будет выращивать целые органы для человека?
– Пока это фантастика, но лет через 10 задача уже станет выполнимой. Для этого есть все предпосылки. Уже сегодня на губках мы можем культивировать, дифференцировать и размножать стволовую клетку человека, заставлять ее приобретать те функции, которые нам нужны. Например, функции клеток печени. Подобный подход можно предложить и при лечении инфарктов миокарда, если выращивать и получать на матрице миокардиальную ткань взамен погибшей при инфаркте. С помощью иностранных специалистов в России, например, уже выполняли трансплантацию пациенту искусственно выращенной трахеи. Все идет к тому, что будет создан банк клеток человека и конкретные протоколы для выращивания индивидуальных запасных органов.
– Есть планы испытать хитозановую губку при лечении особенно тяжелых заболеваний?
– Я руководитель программы «Хитозан – 2012–2020» в медицине. В этой программе прописаны проблемы, которые мы планируем решить до 2020 года. Это лечение желудочно-кишечного тракта в условиях перитонита, создание шовного материала на той же хитозановой основе. Кстати, хитозан – прекрасный абсорбент липопротеидов низкой и очень низкой плотности, холестерина. Если его регулярно принимать, существенно снижается холестерин в крови. Кроме того, существует наша разработка, в основе которой лежит удаление холестина, она с успехом может быть использована в реконструктивной сосудистой хирургии. Как известно, сосудистая стенка обратимо и необратимо поражается на фоне сахарного диабета, атеросклероза – во внутренних слоях сосуда формируются бляшки, созревание которых приводит к сосудистым катастрофам, заканчивающимся в конечном итоге ампутацией конечности и высокой смертностью. Это острая социальная проблема. Сосуды поражены у 6–7 процентов населения России. Используя рекомендации, разработанные при применении продуктов, предназначенных для офтальмологии и стоматологии, мы предложили технологию, согласно которой специально синтезированная водорастворимая форма сульфатированной хитозановой конструкции имплантируется в созданный у человека природой «футляр», окружающий магистральные сосуды конечности. Хитозановая масса заполняет околососудистые пространства от стопы до паховой области, вокруг магистральной артерии формируется «хитозановая рубашка», рассасывание которой со временем приводит к образованию богатого капиллярного сосудистого ложа.
Эксперименты на животных показывают четкую разницу в качестве кровотока больной и леченой конечностей. Применение такой малотравматичной технологии при ранних сроках заболевания может иметь перспективу отказа от ампутации.
– Европейские экономические санкции против России заставили чиновников повернуться лицом к местным разработкам? Есть ли надежда на быстрый запуск производства ваших продуктов?
– На уровне Правительства России появились решения сократить импорт и перейти на замещение. Международные санкции – это сильная мотивация не только для людей, принимающих ответственные решения импортозамещения, но и для самих отечественных производителей. Это начинают ощущать, например, российские производители медицинских изделий и лекарств. Министерства запрашивают в регионах материалы инновационных проектов – начинается возврат к отечественным разработкам. Это я ощущаю и по себе. С приходом нового губернатора появилась надежда, что инновационный проект, создающий максимальный рынок в медицине, может быть поддержан краем. Недавняя встреча с советником губернатора говорит в пользу большого интереса в сфере инноваций. Я уверен, что санкции в 2015 году сработают двояко, повлекут за собой не только отрицательные последствия. В России достаточно много разработок, представляющих большой интерес для бизнеса, в том числе и в сфере биомедицины. Пришла пора брать их на вооружение, использовать, внедрять в производство.
ДОСЬЕ
Игорь БОЛЬШАКОВ
Профессор Красноярского государственного медицинского университета.
Родился в 1954 году в Челябинске-40.
В 1956 году родители (вместе с сыном) переехали в Железногорск Красноярского края.
После школы поступил в Красноярский мединститут. Окончил вуз с отличием и был направлен в целевую аспирантуру на базе Второго Московского медицинского института имени Н. И. Пирогова, где в 1981 году защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата наук.
Восемь лет проработал в Красноярском мединституте, затем был направлен в целевую докторантуру в институт физико-химической медицины Минздрава РФ. Работая над докторской диссертацией, проявил интерес к уникальным полимерам полисахаридной природы.
В 1992 году защитил докторскую диссертацию, связанную с действием природных полимеров на микробные токсины.
По приезде в Красноярск занялся разработкой и реализацией новых изделий медицинского назначения, организацией и открытием малых предприятий, производящих инновационную продукцию.
Заслуженный изобретатель России, имеет около 60 изобретений.
В 2014 году получил премию Правительства РФ в области науки и техники.
СПРАВКА
Хитозан вырабатывают из хитина – полимера, синтезируемого крабами, крилем, креветками, грибами и большинством насекомых Земли. Хитин добывают из панцирей морских обитателей и в определенных условиях перерабатывают в хитозан. Наша планета обладает неубывающим резервом хитина, а следовательно, и хитозана. Ежегодно океаны планеты пополняются на два миллиарда тонн только одного криля.
Хитозан – лучшее на Земле средство защиты от радиации. Титановые обшивки подводных лодок в экстремальных ситуациях могут быть заполнены хитозановым гелем от утечки радионуклидов. В таких условиях можно смело предположить, что самым живучим организмом на Земле является таракан, имеющий прочный двойной хитиновый покров.
