Центр НТИ «Бионическая инженерия в медицине»
Центр Национальной технологической инициативы «Бионическая инженерия в медицине» на базе ФГБОУ ВО "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации
Деятельность Центра НТИ направлена на комплексное развитие сквозной технологии «Бионическая инженерия в медицине».
Фокус деятельности Центра – трансляция принципов функционирования живых систем в инженерные решения для биомедицины.
Центр НТИ «Бионическая инженерия в медицине» работает над следующими аспектами биомедицины:
В области научно-исследовательской деятельности:
- Разработка цифровых моделей (включая 3D модели) тела человека, отдельных органов, тканей, систем метаболизма, генных сетей, а также программных комплексов для применения таких моделей в медицинских и образовательных целях, включая комплексы для планирования и контроля хирургических вмешательств, а также для разработки бионических изделий.
В части управления биологическими системами на уровне органа и организма:
- Различные методы создания искусственных тканей и органов, включая 3D-биопечать и выращивание из стволовых клеток;
- Новые подходы к экзо- и эндо-протезированию, создание «умных» протезов и их элементов;
- Методы направленного управления свойствами клеток и тканей организма с целью замещения или восстановления утраченной функции;
- Создание персонализированных медицинских помощников, которые на основании предиктивной аналитики позволяют предложить подходы к управлению свойствами искусственных и естественных систем организма в целях повышения качества жизни человека.
-
Создание различных биоинтерфейсов, как инвазивных, так и неинвазивных, в целях:
- управления сторонними устройствами, расширяющими возможности (в том числе, для людей с ограниченными возможностями);
- тренажеров для лечения и реабилитации (с использованием биологической обратной связи);
- управления нейропластичностью.
Стратегическая цель Центра НТИ на базе СамГМУ – разработка лидирующих на мировом уровне технологий и запуск стартапов в секторе биомедицины, применяющих эти технологии.
Задача научно-исследовательской деятельности Центра – создание биомедицинских клеточных продуктов, индивидуальных «умных» протезов, персональных медицинских помощников, комплекса умной одежды для реабилитации и длительной диагностики, остео-интегрированные протезы, управляемые мио- и нейроинтерфейсом.
Научно-исследовательское направление на старте Центра осуществляется по модели исследовательского центра в форме проведения запланированных НИОКР.
Постепенная трансформация модели «исследовательского центра» через модель «инжинирингового центра» в модель «центра трансфера технологий» приедет к модели «производственной площадки».
Подобный подход обеспечивает последовательное наращивание компетенций по всем четырем направлениям.
Задача образовательной деятельности Центра – подготовка лидеров в области бионической инженерии в медицине для разработки, внедрения и использования новых технологий.
Задача инфраструктурной деятельности Центра – в создании специализированных лаборатории и центров для организации выполнения заказных НИОКР, организации выпуска опытных образцов продукции для проведения испытаний в реальных условиях, для проведение доклинических и клинических испытаний технологий и продуктов в рамках разрабатываемых проектов.
Задача инфраструктурной деятельности Центра – в создании специализированных лаборатории и центров для организации выполнения заказных НИОКР, организации выпуска опытных образцов продукции для проведения испытаний в реальных условиях, для проведение доклинических и клинических испытаний технологий и продуктов в рамках разрабатываемых проектов.
Текущий состав участников консорциума включает в себя 39 организации:
- 10 университетов
- 3 института РАН
- 22 коммерческих организаций
- 4 структуры поддержки / сервисные организации.
Индустриальные партнеры представлены среди прочего компаниями НТИ, компаниями рейтинга «ТехУспех» и компаниями «Сколково». Среди компаний-партнеров Центра холдинги «Швабе» и «Термодинамика» (ГК «Ростех»), ООО «Моторика», ООО «МЕДТЭК», ООО НПФ «Реабилитационные технологии» и лаборатория биотехнологических исследований «3D Bioprinting Solutions».
В рамках работы Центра планируется выполнить 7 ключевых проектов.
Проект 1. Разработка базы данных цифровых 3D моделей тела человека с возможностью адаптации под конкретный клинический случай (преобразование в персонифицированные модели органов и систем).
Проект 2. Разработка и производство по стандартам GMP высокотехнологичных бионических продуктов на основе опорных тканей человека с использованием компьютерного планирования, 3D-моделирования и прототипирования для реконструктивной хирургии и персонализированной регенеративной медицины.
Проект 3. Создание технологии производства индивидуальных сложнопрофильных эндопротезов с разработкой бионической конструкции.
Проект 4. Разработка и производство по стандартам GMP гибридных продуктов на основе ММСК (стволовых) клеток и бионических материалов для применения в артрологии.
Проект 5. Разработка персональных медицинских помощников (телемедицинских устройств) для съема физиологических параметров человека с последующим анализом полученных данных в рамках единого персонализированного «цифрового двойника человека».
Проект 6. Разработка аппаратно-программных решений нейроинтеграции бионических роботизированных экзо-устройств.
Проект 7. Разработка технологии остеоинтеграции с нейроуправлением для бионических экзопротезов верхних и нижних конечностей.
Проект Центра НТИ по персональным медицинским помощникам соответствует проекту-маяку «Персональный медицинский помощник» и ориентирован на:
-
носимые телемедицинские медицинские приборы, осуществляющие сбор о состоянии человека по 3-м нозологиям:
- сахарный диабет,
- артериальная гипертензия,
- хроническая сердечная недостаточность
-
обеспечение пациентов дистанционным мониторингом состояния здоровья и использованием ПМП,
-
разработку технологии для динамического наблюдения с использованием платформ централизованных диагностических сервисов,
-
медицинские изделия функциональные требования к ним и к программному обеспечению,
-
обучение пациентов и врачей работе с персональными медицинскими помощниками.
В рамках развития Центра НТИ Самарская область стала одним из шести пилотных регионов России по проекту персональных медицинских помощников, а именно:
- по разработке приборов,
- по включению в проект медицинских организаций,
- по подготовке / переподготовке специалистов,
- разработке порядков оказания медицинской помощи с учетом данных, поступающих в единую информационную систему.
Примеры продуктов, которые планируются к разработке в Центре НТИ:
-
Marketplace анатомических 3D моделей
- трёхмерное моделирование живых систем
- целое тело человека, отдельные системы / органы
- создание трехмерных моделей бионических устройств
- тренажеры и симуляторы для обучения
-
Аппаратно-программный комплекс для применения 3D моделей в медицинских и образовательных целях
- комплекс для планирования и контроля хирургических вмешательств
- совмещение изображений различных модальностей
- комплексы персонифицированной реабилитации
-
Гибридные биоматериалы для хондропластики
- аллогенные бионические продукты из костной ткани
- 3D биопринтинг
- индивидуальные тканеинженерные конструкции
-
«Умные» индивидуальные сложнопрофильные эндопротезы бионической конструкции
- алгоритм построения бионических 3D-моделей патологически измененных суставов и костей
- природный принцип дифференциированных покрытий для интеграции с подлежащими тканями
- покрытия с лекарственными препаратами
-
Персонализированные мед. помощники (телемедицинские устройства) • глюкометры, термометры, устройства трекинга движений (контактные и бесконтактные), тонометры, ЭЭГ/ЭМГ/ЭКГ гарнитуры и т.д. • сервис обработки данных • платформа с интегрированной системой предиктивной аналитики состояния человека
- алгоритм построения бионических 3D-моделей патологически измененных суставов и костей
- природный принцип дифференциированных покрытий для интеграции с подлежащими тканями
- покрытия с лекарственными препаратами
-
Остео-интегрированные протезы, управляемые мио- и нейроинтерфейсом
- штифт для остеоинтеграции
- миоинтерфейсы
- остеопротезы с инвазивным электрическим интерфейсом
-
Комплекс умной одежды для реабилитации и длительной диагностики:
- беспроводная ЭМГ регистрация и анализ в реальном времени
- вибротактильная обратная связь
- дистанционный мониторинг нагрузки мышц на смартфоне и управление любыми электронными устройствами
Общая кадровая численность Центра на середину 2022 года составляет более 50 человек.
Ключевые сотрудники:
-
Комягин Алексей Владимирович — директор Центра НТИ
a.v.komyagin@samsmu.ru
-
Чаплыгин Сергей Сергеевич – руководитель проекта по персональным медицинским помощникам
(проект «Разработка персональных медицинских помощников (телемедицинских устройств) для съема физиологических параметров человека с последующим анализом полученных данных в рамках единого персонализированного «цифрового двойника человека»)
s.s.chaplygin@samsmu.ru
-
Назарян Айкуш Карлосовна — руководитель проекта по 3D моделированию
(проект «Разработка базы данных цифровых 3D моделей тела человека с возможностью адаптации под конкретный клинический случай (преобразование в персонифицированные модели органов и систем)
a.k.nazaryan@samsmu.ru
-
Волова Лариса Теодоровна – руководитель проектов по биомедицинским клеточным продуктам
(проект «Разработка и производство по стандартам GMP высокотехнологичных бионических продуктов на основе опорных тканей человека с использованием компьютерного планирования, 3D-моделирования и прототипирования для реконструктивной хирургии и персонализированной регенеративной медицины»,
проект «Разработка и производство по стандартам GMP гибридных продуктов на основе ММСК (стволовых) клеток и бионических материалов для применения в артрологии»)
l.t.volova@samsmu.ru
-
Николаенко Андрей Николаевич — руководитель проекта по индивидуальным эндопротезам
(проект «Создание технологии производства индивидуальных сложнопрофильных эндопротезов с разработкой бионической конструкции»)
a.n.nikolaenko@samsmu.ru
-
Титоренко Павел Михайлович – руководитель проекта по «умной одежде»
(проект «Разработка аппаратно-программных решений нейроинтеграции бионических роботизированных экзо-устройств»)
p.m.titorenko@samsmu.ru
Адрес: 443099, Российская Федерация, г. Самара, ул. Чапаевская, 89
Тел.: +7 (846) 374-10-01
-
Комягин Алексей Владимирович — директор Центра НТИ
a.v.komyagin@samsmu.ru
-
Ильина Евгения Владимировна – организационные вопросы, вопросы сотрудничества, отчетности и мониторинга деятельности Центра
e.v.ilina@samsmu.ru