The object of research, development or design (in Russian) : Объекты исследования – композитный биоматериал для лучшей костной пластики и регенерации посредством изучения динамически изменяющейся архитектуры каркаса при регенерации костей in vivo.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысандары – сүйек регенерациясы кезінде тірек қаңқа құрылымының динамикалық өзгеруін зерттеу арқылы сүйекті қалпына келтіруді жақсартатын композиттік биоматериалды әзірлеу.

Aim of work (in Russian) : Цель проекта – мы стремимся разработать новый инъекционный, биосовместимый и чувствительный к стимулам биоматериал на основе гидрогеля для улучшенного остеогенеза и направленной регенерации костей. Новый материал для костного трансплантата обеспечит динамически развивающуюся сеть на основе желатина для направленной пролиферации клеток, васкуляризации и минерализации, реализуемую с помощью каскадных ферментативных реакций.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты – остеогенезді жақсартуға және сүйекті бағытталған қалпына келтіруге арналған жаңа инъекциялық, биосәйкестендірілген және стимулдарға сезімтал гидрогель негізіндегі биоматериалды жасау. Жаңа материал бағытталған жасушалардың пролиферациясын, васкуляризацияны және минерализацияны қамтамасыз ететін желатин негізіндегі динамикалық торды құруға мүмкіндік береді, бұл ферментативтік реакциялар арқылы жүзеге асырылады.

Методы исследования (на русском) : Методы исследования – Разработка формулы гидрогеля, активируемого ферментами, для инъекционного применения с использованием электрохимического анализа, сканирующей электронной микроскопии, реометрии и универсальной испытательной машины. Исследования in vitro с мезенхимальными стволовыми клетками с использованием флуоресцентных анализов, иммуноферментного анализа, иммуногистохимии и иммуноцитохимии.Исследования in vivo с репрезентативной животной моделью с использованием хирургических процедур, рентгеновской визуализации и метода иммуногистохимии.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері – инъекциялық қолдану үшін ферменттермен активтендірілетін гидрогель формуласын әзірлеу, электрохимиялық талдау, сканерлейтін электрондық микроскопия, реометрия және әмбебап сынақ машинасын қолдану. Мезенхималық бағаналы жасушалармен in vitro зерттеулер флуоресценттік талдаулар, иммунферменттік талдау, иммуногистохимия және иммундық цитохимия әдістерімен жүргізілді. In vivo зерттеулері хирургиялық процедуралар, рентгендік бейнелеу және иммуногистохимия әдісін қолдана отырып, репрезентативті жануар үлгісінде жүзеге асырылды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Полученные результаты и новизна – Таким образом, в рамках данного проекта были достигнуты все ожидаемые результаты. Разработаны и получены новые гидрогелевые материалы для костной регенеративной медицины. Новые биосовместимые материалы имели а) структурную целостность и геометрическую точность до 6 недель в культуре и б) настраиваемую кинетику деградации и механические свойства. Настраиваемая кинетика деградации и улучшенные механические свойства были достигнуты путем изменения концентрации глюкозы, гидроксиапатита, полимеров и разработки градиентной структуры. Разработанные гидрогели образуют механически стабильный, макропористый 3D-каркас и обеспечивают необходимую среду для биологических процессов, связанных с формированием кости, а именно пролиферации клеток, генерации ВКМ, васкуляризации и кальцификации. Каркасы с градиентной морфологией показали превосходные механические свойства, эффективность засевания клеток со значительно более высокой продукцией ALP и DMP1 и улучшенной минерализацией внеклеточного матрикса по сравнению с безградиентными макропористыми каркасами. Кинетика деградации и улучшенные механические свойства гидроксиапатит-содержащих были достигнуты путем изменения содержания гидроксиапатита.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Алынған нәтижелер мен жаңашылдық – Бұл жоба аясында барлық күтілетін нәтижелерге қол жеткізілді. Сүйек регенерациясына арналған жаңа гидрогель материалдары әзірленіп, алынды. Жаңа биосәйкестендірілген материалдар: а) мәдениетте 6 аптаға дейін құрылымдық тұтастық пен геометриялық дәлдікке ие және б) ыдыраудың реттелетін кинетикасы мен механикалық қасиеттері бар. Ыдырау кинетикасы мен жақсартылған механикалық қасиеттер глюкоза, гидроксиапатит, полимерлер концентрациясын өзгерту және градиенттік құрылымды әзірлеу арқылы жетілдірілді. Әзірленген гидрогельдер механикалық тұрақты, макропористы 3D-қаңқаны құрайды және сүйек түзілуіне қажетті биологиялық үдерістер үшін қолайлы орта қамтамасыз етеді, атап айтқанда жасуша пролиферациясы, жасушааралық матрикс генерациясы, васкуляризация және кальцификация. Градиенттік морфологиясы бар қаңқалар механикалық қасиеттерін жақсартып, жасушалардың жоғары өнімділігін және минерализацияның жақсаруын көрсетті. Гидроксиапатит құрамында бар қаңқалардың ыдырау кинетикасы мен жақсартылған механикалық қасиеттері гидроксиапатиттің құрамын өзгерту арқылы жақсарды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные проектные и технико-экономические показатели - полученные результаты вносят существенный вклад в разработку новых биоактивных композиций для использования в костных трансплантатах. Полученные матриксы могут быть внедрены в клиническую практику. В перспективе это позволит не только повысить эффективность регенерации костных дефектов, но и заложить методическую основу для использования методов клеточной и тканевой инженерии при лечении травм опорно-двигательного аппарата в Казахстане.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Негізгі жобалық және техникалық-экономикалық көрсеткіштер – алынған нәтижелер сүйек трансплантаттарында қолдануға арналған жаңа биоактивті композицияларды әзірлеуге елеулі үлес қосады. Алынған матрицалар клиникалық тәжірибеге енгізілуі мүмкін. Бұл болашақта сүйек ақауларын қалпына келтіру тиімділігін арттыруға ғана емес, сонымен қатар Қазақстанда тірек-қимыл аппараты жарақаттарын емдеуде жасушалық және тіндік инженерия әдістерін қолдануға әдістемелік негіз қалайды.

Level of implementation (in Russian) : Проект находится на этапе активного тестирования в экспериментальных условиях, где новые гидрогели проходят проверку на эффективность в условиях близких к клиническим. Следующие шаги включают дальнейшие in vivo эксперименты для окончательной валидации модели и подготовки к клиническому внедрению. Полученные результаты уже закладывают основу для использования этих материалов в медицинской практике, что указывает на высокую степень готовности проекта к внедрению в реальных клинических условиях​.

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба жаңа гидрогельдердің тиімділігін клиникалық жағдайларға жақын эксперименттік жағдайларда тексеруден өтуде, яғни белсенді тестілеу кезеңінде тұр. Келесі қадамдар модельді түпкілікті валидациялау үшін қосымша in vivo эксперименттерді жүргізу және оны клиникалық қолдануға дайындау болып табылады. Алынған нәтижелер бұл материалдарды медициналық практикада қолдануға негіз болатынын көрсетеді, бұл жобаның нақты клиникалық жағдайларда енгізуге жоғары дайындық дәрежесіне ие екенін айғақтайды.

Efficiency (in Russian) : Эффективность - инъекционные биоматериалы представляют собой наиболее передовое решение для лечения мелких дефектов в регенеративной медицине костей. Инъекции могут достигать наиболее недоступных участков тела без вскрытия мягких тканей или проведения сложных операций, минимизируя риск инфекций и улучшая процесс лечения пациентов за счет сокращения послеоперационного периода реабилитации. Инъекционный подход предлагает значительные преимущества, позволяя удобно применять прекурсор непосредственно в поврежденную область, например, при лечении костных микроразрывов, и создавать тесный контакт между трансплантатом и естественной костной тканью, что увеличивает шансы на успешную регенерацию.

Efficiency (in Kazakh) : Тиімділік – инъекциялық биоматериалдар сүйек регенеративтік медицинадағы ұсақ ақауларды емдеу үшін ең озық шешім болып табылады. Инъекциялар жұмсақ тіндерді кесусіз немесе күрделі операцияларсыз дененің қолжетімсіз аймақтарына жете алады, инфекция қаупін азайтып, науқастардың емделу процесін жақсартады және операциядан кейінгі оңалту кезеңін қысқартады. Инъекциялық әдіс айтарлықтай артықшылықтарды ұсынады, прекурсорды зақымдалған аймаққа, мысалы, сүйек микрожарылуларын емдеуде, тікелей ыңғайлы түрде енгізуге мүмкіндік береді және трансплантат пен табиғи сүйек тінінің арасында тығыз байланыс орнатып, сәтті регенерациялану мүмкіндігін арттырады.

Field of application (in Russian) : Область применения - полученные результаты могут представлять потенциальный интерес для врачей-ортопедов и исследователей, занимающихся костной регенерацией и разработкой трансплантатов. Успешная реализация проекта может быть внедрена в клиническую практику.

Field of application (in Kazakh) : Қолдану саласы – алынған нәтижелер сүйек регенерациясымен және трансплантаттарды әзірлеумен айналысатын ортопед дәрігерлер мен зерттеушілер үшін қызығушылық тудыруы мүмкін.