В новом выпуске интервью про отечественное производство биоматериалов и развитие в России.

Наша героиня – Маргарита Гольдберг, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, разрабатывает кальций-магний фосфатные костные цементы для восстановления костной ткани.

1. Как ваш путь в науке привел вас к исследованиям в области биоматериалов? Были ли личные или профессиональные моменты, которые повлияли на выбор этого направления?
Мой путь в науке начался с биоматериалов. Оказавшись на преддипломной практике в Институте металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН), я поняла, что это – любовь! Я была так вдохновлена возможностью создания материалов, чье поведение в организме будет имитировать процессы в естественной костной ткани человека, что просто не смогла остановиться и так и осталась в науке. Эта тема вдохновляет меня по сей день, я чувствую, что это – мир будущего, и очень наслаждаюсь возможностью соприкасаться с ним.
 
2. В чем специфика именно Ваших исследований, разработок?
Наша научная группа под руководством члена корреспондента РАН Владимира Сергеевича Комлева занимается созданием материалов на основе фосфатов кальция для инженерии костной ткани. В моих разработках вместе с коллегами мы создаем костные цементы фосфаты кальция-магния, которые должны вводиться с помощью шприца в место дефекта. Такой дефект может быть возникнуть в результате онкологии, остеопороза, травм и по другим причинам, главное, что это полость не способна восстановиться сама. Тогда, вводя костный цемент, который способен схватываться и твердеть прямо в среде организма, мы заполняем пустое пространство субстанцией, чей химический и минералогический состав подобен естественной костной ткани и может со временем полностью заместиться новой костью.

Это происходит благодаря оптимальной скорости рассасывания таких кальций-магний фосфатных материалов в среде организма, что в дальнейшем позволяет обеспечивать восстановление кости и нормализации жизни пациента. Мы научились функционализировать наши цементы, придавать им антибактериальные свойства, способность визуализироваться с помощью магнитно-резонансной томографии и компьютерной томографии, увеличивать их прочность с помощью введения гранул, регулировать скорость рассасывания благодаря контролю структуры и химического состава материалов. Таким образом, наши исследования лежат на стыке различных наук – материаловедения, химии, физики, медицины, благодаря чему непрерывно появляются новые вызовы, и все время интересно.

3. Насколько важно, чтобы в таких высокотехнологичных областях, как биоматериалы и биоинженерия, был представлен женский взгляд?
Так как наши исследования по-настоящему междисциплинарные, нам нужно все время смотреть на наши объекты с разных ракурсов и собирать этот трехмерный пазл в объеме. У женщин зачастую это получается легче, ведь непрерывное переключение фокуса внимания и попытка посмотреть на все с разных углов – это основа выживания в мире, где ты и мама, и преподаватель, и исследователь, и писатель статей, и конструктор изделий. Биоматериалы – это про жизнь, про то, что она одновременно и хрупкая, и непредсказуемая, и многогранная.

Мы с коллегами из разных научных учреждений реализовываем полный цикл исследований и разработок – от синтеза материалов, их физико-химической аттестации и исследований на клетках, до имплантации в костные дефекты мелким животным и анализе гистологии. И нужно быть готовым к тому, что теория не всегда подтверждается практикой, что на любом этапе может потребоваться доработка состава, структуры, эксплуатационных свойств. И женщины с их гибкостью и готовностью к неопределенностям очень успешно справляются с такими нестандартными ситуациями.
 
4. Согласно обновленной стратегии научно-технологического развития РФ, одним из приоритетов является развитие биомедицинских технологий. Как ваши исследования способствуют реализации этой задачи?
Наши исследования базируются на идее персонифицированной медицины, на необходимости создания материалов под нужды каждого отдельного пациента, ведь в зависимости от пола, возраста, наследственности и других индивидуальных особенностей организма, скорость костного оборота и соответственно требуемая скорость рассасывания создаваемого материала для имплантации будет различаться.  Поэтому мы создаем линейку материалов с различным составом и структурой. Возможность применения таких материалов с помощью малоинвазивных технологий, а также способность костного цемента заполнять дефекты разных форм и размеров также приближают нас к удовлетворению потребностей пациентов с различной этимологией заболеваний костной ткани. Так же важным является развитие локальной антибиотикотерапии при введении препаратов в костные цементы и использование катионов с антибактериальными свойствами в них для снижения резистентности пациентов к антимикробным препаратам.
 
5. Как биоматериалы могут быть использованы в рамках национального проекта “Технологии здоровья”, который направлен на создание условий для использования медицинских разработок на практике. (Одна из основных целей — достичь технологического суверенитета в производстве лекарственных препаратов, биомедицинских клеточных продуктов, продуктов тканевой инженерии и медицинских изделий)
В рамках национального проекта «Технологии здоровья» принципиально важным является развитие производства отечественных биоматериалов и российского сырья. Создаваемые нами костные цементы являются продуктом химического синтеза на основе отечественных солей, они запатентованы, создаются технологические регламенты и инструкции, при этом материалы соответствуют мировому уровню исследований и разработок. Создаваемые нами биоматериалы способны существенно улучшить качество жизни пациентов и ускорить их возвращение к обычной жизни. Для перехода от разработок и применению на практике необходима регистрация медицинского изделия, к чему наша команда очень стремится. Нужно отметить, что разработки лаборатории в области созданий гранул для заполнения костных дефектов зарегистрированы и широко применяются на практике.

6. Каким Вы видите будущее биоматериалов в России? Возможно ли их массовое внедрение в клиническую практику?
Я уверена в необходимости массового внедрения отечественных биоматериалов в клиническую практику. Раньше рынок был занят импортными препаратами, чьи характеристики при этом были существенно ниже тех, которые мы достигли на сегодняшний день. Зачастую в качестве кальций-фосфатной компоненты использовались термически обработанные кости крупного рогатого скота. Мы же за счет химического синтеза создаем заранее прогнозируемые составы и способны контролировать свойства благодаря контролю технологических параметров изготовления материалов.

На сегодняшний день регистрация медицинских изделий существенно упростилась, прежние рыночные барьеры также снизились, поэтому я думаю, что в ближайшем будущем мы сможем увидеть широкий спектр российских биоматериалов, внедренных в клиническую практику.
 
7. Разработка, которой Вы особенно гордитесь…
Для меня особой гордостью являются первые составы кальций-магний фосфатных цементов, которые характеризовались нейтральным уровнем рН при схватывании и твердении материалов. Дело в том, что в литературе было предложено множество составов костных цементов, но для протекания реакции их схватывания требовалось применение кислых составов цементных жидкостей, что приводило к тому, что при имплантации вместе с ценной кальций-фосфатной фазой в костный дефект попадала кислота. Мы же смогли подобрать такие составы, что в экспериментах in vivo не наблюдалось никакого некроза ткани, наоборот, происходил остеосинтез, происходил рост новой кости. Эти составы стали основой для дальнейшей их функционализации и совершенствования, по сути, это – фундамент, на котором мы теперь возводим наш дворец с разными красивыми составами, допированными редкоземельными элементами и драгоценными металлами.
 
8. Что бы вы посоветовали молодым ученым, начинающим карьеру в Вашей области?
Я бы посоветовала ничего не бояться, быть открытыми к самым смелым вызовам. Заниматься наукой – это жить в мире бесконечного удовлетворения собственного любопытства, здесь все время интересно, все время непредсказуемо, и есть возможность удивляться. Вместо рутины, наука – это непрерывное творчество, неожиданные повороты и очень интересные люди вокруг. Я бы посоветовала верить в себя, идти к своей цели, слушать опытных коллег, читать как можно больше статей и налаживать как можно больше горизонтальных связей.