В МАИ разрабатывают инновационную систему для удаления почечных камней

Фото: Пресс-служба МАИ / Личный архив

По статистике, почти у каждого второго пациента урологических стационаров врачи диагностируют мочекаменную болезнь. При этом свыше половины госпитализаций связаны с экстренными показаниями. Несмотря на современные методы лечения, в 50% случаев почечные камни повторно появляются через три–пять лет и в 75% случаев – через 10 лет после первого эпизода. Одна из основных причин – образования меньше двух миллиметров, которые остаются в почечных лоханках. В настоящее время их можно удалить только с помощью воздействия акустических волн. Однако если камни находятся в нижней части почечной лоханки, этот метод не сработает.

Чтобы эффективно удалять мелкие камни –  конкременты – и исключить рецидив болезни, группа молодых учёных МАИ под руководством профессора кафедры 903 «Перспективные материалы и технологии аэрокосмического назначения», доктора химических наук Камили Кыдралиевой создаёт магнитоактивный модуль. Он представляет собой магнитный зонд, на который наносится специальный полимерный «клей», также обладающий магнитными свойствами.

– Модуль вводится пациенту через эндоскоп, после чего камни «приклеиваются» к нему. Сам «клей» удерживается на зонде за счёт магнитных сил. Далее модуль выводится тем же способом, «клей» смывают, при необходимости наносят новый слой и повторяют процедуру, – отмечает участник проекта, студент четвертого курса института № 9 «Общеинженерная подготовка» МАИ Данил Абрамов.

Предлагаемая маёвцами система уникальна. В Стэнфордском университете США и австрийском Медицинском университете Граца ведутся похожие разработки с использованием наночастиц магнетита. Но подход зарубежных специалистов основан на заполнении пространства почечной лоханки магнитным гидрогелем, чтобы наночастицы осели на конкременты для последующего извлечения. Однако возникают проблемы полного удаления как гидрогеля, так и камней, а также дополнительной нагрузки на почки из-за увеличения объёма жидкости.

Научная группа МАИ уже более десяти лет занимается разработками полифунциональных магнитных наночастиц для применения в биомедицине и экологии, в частности, для адресной доставки лекарств и противораковой терапии. Первые исследования по использованию этих технологий для лечения мочекаменной болезни начались в 2024 году.

На начальном этапе прошли оценочные эксперименты по удалению фрагментов почечных камней на примере кристаллов оксалата кальция – наиболее часто встречающихся конкрементов. Исследователи провели их на стенде собственной разработки, включающем напечатанную на 3D-принтере почечную лоханку и созданный магнитоактивный модуль. 

– Была показана успешность использования магнитных полимерных «клеев» для адгезии частиц оксалата кальция: до 130 граммов частиц на один грамм полимерного «клея», – говорит Данил Абрамов. – Испытания проводились в среде, физиологически релевантной почке человека.

Сейчас маёвцы занимаются доработкой полного механизма магнитоактивного модуля и экспериментами по оценке токсичности полимерного «клея». Затем будет принято решение о проведении предклинических испытаний.