ГлавнаяБанк аллогенных тканей и научно-исследовательский центр СамГМУ
Моделирование индивидуальных блоков RBB                                             Самарский Банк тканей. Репортаж телеканала Вести Самара
    

 
 
  • Cамарский банк тканей основан на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории (ЦНИЛ) Самарского государственного медицинского университета (СамГМУ).
  • В 2013 году Самарский Банк Тканей отметил своё 30-летие, а ЦНИЛ - 50-летие.
  • «ЛИОСЕЛЛ» - это малое инновационное предприятие, созданное на базе Самарского банка тканей.
  • «ЛИОПЛАСТ» - продукция компании «ЛИОСЕЛЛ».
  • Биоимплантаты, используются в 80 регионах России, 135 городах и более чем в 1000 лечебных учреждений.

1. Краткая информационная справка о производстве аллопластических материалов по технологии Лиопласт-С

Производство биоимплантатов "Лиопласт®"  организовано в Самарском Государственном Университете при участии Центральной научно-исследовательской лаборатории и Самарского банка тканей, являющихся структурными подразделениями Университета.

В Самарском банке тканей применяется оригинальный алгоритм изготовления биопрепаратов из тканей человека, защищенный патентами РФ.

Биоимплантаты, получаемые по технологии "Лиопласт®" состоят только из компонентов человеческого организма, не содержат внесенных извне химических веществ.

В процессе производства используются преимущественно физические факторы, а применение химических реагентов сведено к минимуму.

Всем донорам проводится аутопсия и серологическое исследование крови на сифилис, вирусы гепатитов В и С, СПИД.

Технологии производства биоимплантатов "Лиопласт®" позволяют полностью защитить реципиента от передачи ему какого-либо заболевания, сводят до минимума опасность инфицирования персонала и делают процесс экологически безопасным и экономичным.

Костнопластический материал применяется в виде порошков, крошки, цилиндров, блоков, клиньев, полосок, крупных фрагментов.

Выпускаются деминерализованные костные порошки и блоки из аллокости. Биоимплантаты также изготавливают из сухожилий, твердой мозговой оболочки, фасций.

Процесс заготовки тканей изначально и по настоящее время разделен на два этапа, в отличие от работы других банков тканей нашей страны.

Забор кадаверного материала проводится сотрудником банка на базе бюро судебно-медицинской экспертизы, а последующая обработка – в отделении консервации банка тканей, в который материал поступает только после получения результатов серологических исследований крови донора.

На первом этапе процесс получения имплантатов включает специальную ультразвуковую обработку тканей для удаления элементов костного мозга и жира из спонгиозы, проведения первичной стерилизации материала и вирусной инактивации.

После первичной обработки ткани лиофилизируют, а затем герметично упакованный материал стерилизуют радиационным способом.

Кроме того, использование низкочастотного ультразвука при очистке материала позволяет не повреждать нативную структуру соединительных таней, сохраняя все биологические потенции и активности биоимплантатов Лиопласт. 

В рамках замкнутого цикла безотходного производства специалисты в банке тканей одновременно получают два вида новых материалов: деминерализованные костные формы и  минеральный компонент костной ткани человека - "аллогенный гидроксиаппатит".

Полученный минералосодержащий комплекс кроме солей кальция и фосфора содержит и другие микроэлементы (железо, магний, кобальт, цинк, серебро), а также глюкозаминогликаны в тех же пропорциях, в каких они находятся в костной ткани человека (коллаген и хондроитина сульфат).

Разработанный университетом принцип дифференцированного подбора костных биоимплантатов, основу которого составляют анатомо-гистологические и регенераторные потенции поврежденных эпителиальных и соединительных тканей, обеспечивает полную регенерацию поврежденной костной ткани пациента и сохранение анатомической целостности органа.

Использование новых и уже известных видов имплантатов в сочетании с предложенными методиками регулирования послеоперационных процессов, позволило на 10-12% сократить время лечения больных по сравнению с традиционными методами, повысить процент успешного выздоровления (например, при переломе шейки бедренной кости у пожилых людей) на 44%.  

Вместе с клиницистами различных специализаций (стоматологами, оториноларингологами, офтальмологами, травматологами, ортопедами, онкологами, гнойными и пластическими хирургами, комбустиологами) разработаны новые способы малоинвазивных и малотравматичных органосохранных операций с применением аллогенных биопрепаратов и физиотерапевтических средств в комплексном лечении больных с патологией опорно-двигательной системы, зубочелюстной области, кожных покровов, зрения и слуха, для лечения остеопороза.

Оригинальные операции с использованием видеоэндоскопической техники и биоимплантатов применяются в спортивной медицине.

Использование лиофилизированных аллотканей «Лиопласт"® показало их высокую эффективность при комплексном хирургическом лечении многих заболеваний у лиц различных возрастных групп.

На сегодняшний день результаты аллогенных пересадок с использованием наших материалов и методик вплотную приближаются к результатам при аутопластике. При этом не наблюдается нарушений гомеостаза, стрессовых и посттравматических осложнений, связанных с забором собственных тканей организма.

2. Историческая динамика ЦНИЛ СамГМУ с момента организации отделения консервации тканей

Насущная необходимость в открытии тканевого банка в Куйбышеве (ныне город Самара) появилась еще в 70-годы прошлого века.

В тот период в Куйбышевском Медицинском Институте активно развивались травматология и стоматология, поэтому потребность в биологическом материале была очевидной.

Идея организовать Банк тканей в медицинском ВУЗе принадлежит академику РАМН Александру Федоровичу Краснову, руководившему в то время институтом и кафедрой травматологии и ортопедии. Предпринимались неоднократные попытки открыть такую структуру.

Но только после того, как профессор Владимир Николаевич Шляпников, проректор института, заведовавший Центральной научно-исследовательской лабораторией с 1970 по 1977 годы, патологоанатом по специальности, предложил развернуть банк тканей на базе Центральной научно-исследовательской лаборатории Куйбышевского медицинского института, дело сдвинулось с мертвой точки.

Банк тканей был организован в 1983 году. В начале существования он представлял собой одно подразделение – Отделение консервации тканей. Его открытие датировано приказом по КМИ и областному отделению здравоохранения № 285/48 от 18 августа 1983 года.

С 2000 года в структуре банка тканей организована лаборатория культивирования клеток, внутри которой функционируют две отдельные лаборатории: клеток животных и клеток человека.

6 марта 2002 года Отделение консервации тканей было переименовано в Самарский банк тканей (приказ №40 по СамГМУ). Куйбышевский банк тканей стал единственным в стране, находящимся в структуре высшего учебного заведения.

В первое десятилетие работы Куйбышевского банка тканей для изготовления биопрепаратов использовали жидкие консервирующие среды, в частности отечественный метод консервации в слабых растворах формалина (Парфентьева В.Ф. с соавторами).

Этот доступный, недорогой и эффективный способ позволяет одновременно консервировать и стерилизовать материал.

Кроме того, как показали наши собственные исследования, консервированные таким образом биологические ткани приобретают дополнительный антимикробный эффект.

Однако срок годности их ограничен до полугода, имеются сложности с транспортировкой, требуется постоянный температурный режим хранения (+40С).

Поэтому возникла необходимость производить костно-пластический материал с большими сроками хранения и возможностью их простого применения в клинической практике.

В дальнейшем Самарский банк тканей перешел на способ консервации путем лиофилизации тканей с применением сублимационной установки с последующей радиационной стерилизацией гамма-лучами, а в последнее время – быстрыми электронами.

Этот метод позволяет сохранять биологический эффект тканей до 5 лет и более, складировать их в обычных помещениях и переправлять в любую точку страны и мира без применения специальных условий доставки.

Наши научно-практические наработки позволили выйти на международный уровень. В 1992 году был подписан первый международный контракт с Испанией.

Благодаря зарубежным инвестициям стало возможно расширить исследования в области тканевой инженерии и реализовывать инновационные проекты.

С 1992 года было организовано высокотехнологичное производство лиофилизированных биоимплантатов.

В результате наши новые технологии изготовления биоматериалов были запатентованы, зарегистрирована торговая марка (свидетельство № 265748), биоматериалы «Лиопласт» были занесены в федеральный реестр изделий медицинского назначения (РУ №ФСР 2010/08120; Сертификат № РОСС RU ИМ 02.В16812) и разрешены к применению в клинической практике на территории РФ.

Именно научно-техническая база в то время ЦНИЛ, а ныне ИЭМБ, включающая в себя блок научно-исследовательских лабораторий фундаментального плана, экспериментальный отдел, виварий, отличные условия для проведения экспериментов на животных и культурах клеток, обеспечила реализацию инновационных проектов Самарского банка тканей и всесторонние доклинические испытания новых биогенных образцов.

В настоящее время для лечебных целей в Самарском банке тканей изготавливают около 100 видов имплантатов «Лиопласт» - практически из всех видов соединительных тканей, разнообразных по форме, объему биоматериала в упаковке.

Их получают из зрелой пластинчатой костной ткани губчатой и компактной формаций, незрелой брефокости, хрящей, сухожилий, фасций, твердой мозговой оболочки, а также раньше плаценты и амниона.

Основную массу продукции «Лиопласт» составляют костно-пластические материалы. Препараты выпускаются в виде блоков, цилиндров, пластин, полосок, крошки, порошков.

3. Банк тканей в Самаре и Центральная научно-исследовательская лаборатория, Иинститут инновационного развития

Институт экспериментальной медицины и биотехнологий (ИЭМБ) занимается проблемами регенеративной медицины уже 50 лет и более 30 лет существует Банк тканей СамГМУ.

Банк тканей следует признать российским достижением, т.к. в отличие от других банков он был создан на базе ВУЗа с целью создания запасов алломатериалов для клиники, разработки новых технологий, что изначально подразумевало его инновационный принцип.

В настоящее время его деятельность вышла далеко за пределы СамГМУ в другие регионы РФ, а также ближнего и дальнего зарубежья.

Изначально в основу работы Самарского Банка тканей положен принцип разделения производственных зон с забором нестерильного донорского материала.

Это стало возможным благодаря разработанному и внедренному нами в практику оригинального запатентованного метода технологического процесса, включающего в себя проведение специальной обработки кадаверных тканей, первичное обеззараживание, в том числе вирусную инактивацию биологического материала, его консервации методом лиофилизации.

При этом особое значение придается применению в основном физических факторов воздействия на биоматериал и сведение химических веществ к минимуму.

Огромное значение в снижении трудоемкости заготовки с соблюдением принципов экологичности приобрело введение в технологический процесс ультразвукового низкочастотного модуля, который позволяет не только обезжирить и очистить от крови и других видов соединительной ткани спогиозу, провести первичную стерилизацию биоматериала, но и создать линейку продуктов с пролонгированными антибактериальными и антифунгицидными свойствами.

Стерилизация готовой продукции за рубежом осуществляется окисью этилена.

В Самарском банке тканей эта проблема решена за счет радиационных методов, опыт их применения насчитывает уже 20 лет.

Только в последние годы мировая практика заготовки аллотканей человека показала преимущество радиационных методов, что стало «золотым стандартом».

Благодаря расположению Банка тканей на базе Института экспериментальной медицины и биотехнологий (ИЭМБ) с имеющимися подразделениями и являющегося структурным подразделением СамГМУ стало возможным проведение фундаментальных исследований регуляции регенераторных процессов в опорных и покровных тканях человека и животных с дифференцированным применением продуктов клеточных и тканевых биотехнологий.

Все исследования проводятся по двухэтапному принципу – in vitro и in vivo с применением оригинальных экспериментальных моделей и комплексным подходом в оценке полученных результатов с применением современных методов анализа.

Характерной особенностью нашего времени является развитие реконструктивной и регенеративной медицины.

В травматологии, ортопедии, стоматологии, онко­логии и гнойной хирургии изыскание подходов к лечению патологии опорных и покровных тканей организма человека и предполагает не только средства её устранения, но и достижения первоначаль­ной формы, структуры и функции разрушенных травмами и болезнями костей.

Обеспечение полной регенерации костной ткани в об­ласти дефектных участков кости, несмотря на накопленные знания в этом вопросе - одна из острейших проблем современной медицины.

Решить ее можно, создав оптимальные условия для регенератор­ных процессов в зонах ее резорбции. Один из путей - использование костно­пластических материалов.

Тканевые биоинженерные технологии и тканевая терапия, применение различных компонентов тканей человека являются общепризнанными высокоэффективными методами реконструктивной и регенеративной хирургии.

Современный уровень развития науки и техники позволяет при повреждениях и разрушениях опорных и покровных тканей организма производить их полное восстановление с помощью препаратов биогенной природы.

Среди них аллогенные имплантаты из кадаверных тканей человека являются оптимальными материалами для реконструкции повреждений опорно-двигательной системы.

При их применении, в отличие от ауто- и ксенопластики и использования синтетических препаратов, не нарушается гомеостаз и метаболизм соединительных тканей и функции систем жизнеобеспечения реципиента.

Расширение объема хирургического пособия, связанное с получением у больного человека костного аутотрасплантата, не только усугубляет течение послеоперационного периода, но и вызывает значительные нарушения в организме.

Аутопластика невозможна лицам с системными заболеваниями костной ткани, детям и пожилым людям. Результаты же оперативных вмешательств с применением аллогенных биоимплантатов при определенных условиях не уступают остеопластике с использованием собственных тканей больного.

При рациональном способе применения такие биоимплантаты обеспечивают репаративный характер регенерации, реализуя генетические возможности самого организма – способности соединительных тканей к их полной регенерации.

Проблемами заготовки тканей человека и разработкой способов рационального использования в клинике занимаются как в нашей стране, так и за рубежом специальные медицинские учреждения – тканевые банки.

Деятельность банков тканей направлена на образование запасов биологических материалов и обеспечение ими специализированных лечебных учреждений.

Другой, не менее важной задачей является научно-исследовательская работа, цель которой – решение насущных проблем фундаментальной и прикладной биоимплантологии.

Таким образом, сами задачи банков тканей определяют инновационный характер их деятельности.

Это подтверждают и результаты научно-практической деятельности Самарского банка тканей, который активно проводит новые разработки в области тканевых и клеточных технологий с коммерциализацией научных идей.

4. Интервью с Ларисой Теодоровной Воловой, директором ЦНИЛ СамГМУ. 6 Февраля 2014 года. День науки

Алексей Шаров: Добрый день, дорогие друзья! Сегодня мы в городе Самаре и будем говорить об отечественном инновационном продукте. Это биоимплантаты «Лиопласт-С»® (Lyoplast)®. И поможет нам в этом автор и разработчик, - Лариса Теодоровна Волова, доктор медицинских наук, профессор, академик РАЕ, директор ИЭМБ (Института Экспериментальной медицины и Биотехнологий) Самарского Государственного Медицинского Университета.

Алексей Шаров: Лариса Теодоровна, существуют ли в Вашем институте приоритетные направления?

Лариса Теодоровна Волова: В стенах ИЭМБ занимаются различными направлениями в области биотехнологий. Свыше 30 лет мы работаем в области тканевых технологий, около 12 лет в области клеточных технологий и 7 лет в области нанотехнологий.

В частности, разработаны такие новые медицинские технологии для регуляции процессов остеогенеза при замедленной консолидации и пародонтите, остеопорозе, ожогах кожи, травмах. Наши продукты используются для создания клеточно-тканевых трансплантатов для хондропластики и исследований в космической медицине.

Они являются не только переносчиком клеток, но и биореактором, а также способны выполнять формообразующие и генетические функции.

Также нами разработаны технологии получения и стандартизации культур клеток из стромы различных органов и тканей животных и человека; методология тестирования различных лекарственных препаратов и средств медицинского назначения, физиотерапевтических факторов in vitro.

Наши приоритетные направления в институте: регенеративная медицина и критические биотехнологии. У нас имеются три лаборатории для фундаментальных исследования: биохимии, иммунологии и морфологии. Биотехнологический отдел имеет банк тканей, две лаборатории: культивирования клеток животных и человека.

Алексей Шаров: Какими качествами обладает материал "Лиопласт-С"®?

Лариса Теодоровна Волова: Аллогенные имплантанты из кадаверных тканей человека идеально подходят для реконструкции повреждённых тканей опорно-двигательной системы, т.к. они не оказывают негативного влияния на гомеостаз и метаболизм соединительных тканей и функции систем жизнеобеспечения реципиента.

Чего нельзя сказать о синтетических препаратах, ауто- и ксенопластических материалах.

Аллогенные материалы, взятые у донора того же биологического вида после их специальной обработки практически полностью теряют свою антигенность и не оказывают негативного воздействия на организм, в который они помещены.

Они становятся матрицей (кондуктором), а деминерализованные имплантаты еще и индуктором остеогенеза. Биоимплантаты постепенно полностью рассасываются, а на их месте формируется новая органотипичная костная ткань реципиента.

Во всех случаях биоимплантант содержит остеоиндуктивные протеины(морфогенетические белки), которые стимулируют, например, митогенез (деление) недифференцированных периваскулярных (адвентициальных) клеток в остеопрогениторные мезенхимальные клетки, которые затем превращаются в остеобласты и дают начало новой костной ткани.

Наш материал известен за рубежом более двадцати лет. С 1992-го по 2000 имеется опыт работы с партнерами из Испании. Однако длительная процедура вступления России в единый торговый союз и ВТО тормозила проникновение материала на мировой рынок.

Кроме этого, существовал министерский запрет на экспорт человеческой ткани и биологических объектов, под который мы также попали. Сегодня эти барьеры сняты и мы имеем несколько десятков предварительных контрактов с отечественными и западными компаниями.

А творческими и деловыми связями мы объединены с 80-тью регионами нашей большой и прекрасной страны.

Алексей Шаров: Почему Вы предпочитаете изготавливать биоимплантанты из тканей человека?

Лариса Теодоровна Волова: Кадаверный человеческий материал предпочтителен по целому ряду факторов.

Во-первых, это гомологичный материал.

Он полностью идентичен по своей структуре и биохимическому составу, а также процессам и механихмам рассасыания и замещения новой тканью.Всематериалыимеютчетковыраженнуювидовуюспецифичность.

Так, например, морфогенетические белки свиньи, лошади или коровы никогда не вызовут миграцию клеток в очаг воспаления и эктопического остеогенеза в организме человека.

Не говоря о синтетических материалах. По этой причине применение последних серьезно ограничено в клиническом аспекте по биологическим и физиологическим причинам.

Во-вторых, проводимые исследования в этом направлении с человеческими тканями более 50 лет во всём мире позволили выявить вероятные и наиболее характерные болезни и способы их нейтрализации при производстве биоимплантатов.

Чего нельзя сказать о тканях животных: коров, свиней, обезьян, лошадей.

Губчатый энцефалит и прочие заболевания встречаются у многих животных, а корова - вообще в этом плане опасное животное: более чем у 80 % поголовья встречаются лейкозы.

Методов анализа большинства заболеваний животных не существует, следовательно, не представляется возможным прогнозировать поведение животных тканей в человеческом организме и последствий от этого для здоровья пациента.

В - третьих, на доноров законодательно (с 1992 года) распространяется презумпция согласия.

То есть, не требуется разрешения родственников на использование тканей скоропостижно скончавшегося человека в возрасте 18-60 лет, кроме случаев, когда имеется письменное заранее представленное несогласие или этот отказ регламентирован завещанием потенциального донора.

Наконец, в-четвёртых, безопасность использования трупного человеческого материала обеспечивается 6-ю степенями защиты и многостадийной предварительной очисткой и обработкой.

Алексей Шаров: Как осуществляется отбор и обработка человеческого материала?

Лариса Теодоровна Волова: Отбор, самый тщательный и скурпулёзный, начинается с выбора доноров.

Больные и агонизирующие пациенты не рассматриваются. Остальные доноры проверяются на вирусы (СПИД, гепатит В, С), сифилис. Всем проводится аутопсия. Донорами являются только внезапно скончавщиеся от травмы, механической асфиксии и сердечно-сосудистой патологии люди.

Заготовленный материал подвергается специальной обработке в основном физическими способами (механическим, ультразвуковым, вакуумным, радиационным и т.п.). В качестве химических средств используются только растворители для финального обезжиривания и деминерализации, и то их применение в крайней степени ограничено.

Технология практически на 100% исключает попадание следовых количеств чужеродных и технологических веществ и растворителей. Готовый материал упаковывается, стерилизуется радиацией и хранится при комнатной температуре в сухом прохладном месте.

Алексей Шаров: В Европе и в США банки тканей предоставляют не только стандартные продукты, но и индивидуальные имплантаты. Как обстоят дела у Вас?

Лариса Теодоровна Волова: Помимо ста видов стандартных продуктов, например, в виде блоков, цилиндров, спонгиозного порошка или крошки (минерализованной или деминерализованной) из костной ткани, мы производим персонифицированные продукты.

Вот уже как 2 года мы имеем возможность изготавливать высокоточные индивидуальные костные блоки для стоматологии, используя данные компьютерной томографии челюстей пациента для моделирования индивидуальной блока и последующего его выпиливания на специализированном станке.

Алексей Шаров: Сколько людей заняты на Вашем производстве?

Лариса Теодоровна Волова: Не более 15 человек. Наши технологии и оборудование позволяют производить материал в промышленных объёмах, не привлекая при этом дополнительного персонала.

Все сотрудники имеют высокую квалификацию и прошли необходимое обучение и стажировки.

Алексей Шаров: Какие технические новшества можно будет ожидать в недалёком будущем?

Лариса Теодоровна Волова: Развитие направления индивидуальных имплантатов для офтальмологии, травматологии, ЛОР-хирургии.

Создание комбинированных клеточно- тканевых трансплантатов.

Алексей Шаров: Где и как можно ознакомиться более детально с Вашим продуктом?

Лариса Теодоровна Волова: Прежде всего на наших сайтах http://lyoplast.com, http://lyoplast.ru и http://russianboneblocks.ru и у наших ключевых дилеров.

Нашими клиническими представителями в России являются Алексей Шаров и Мария Носова из Санкт-Петербурга.

Они оба являются авторами патентов по нашим материалам, занимаются научными исследованиями и могут предоставить подробные и исчерпывающие консультации по использованию материалов в различных клинических случаях.

Алексей Шаров: Лариса Теодоровна, спасибо Вам за обстоятельные пояснения, поздравляем Вас и Ваш коллектив с Днем Науки, желаем Вашему коллективу дальнейших творческих успехов и до следующей встречи!