В студенческом технопарке «Академия» на базе ЦТТК (https://ttc.nsu.ru/) НГУ студенты Механико-математического факультета и Института медицины и психологии НГУ разрабатывают прибор для комбинированной терапии ран, ускоряющий процесс заживления и снижающий риск возникновения осложнений. Создаваемый молодыми исследователями вакуумный аспиратор отличается от существующих аналогов тем, что снабжен функциями, позволяющими оказывать на раны комбинированное воздействие отрицательным давлением и электричеством. Также инновационный аппарат за счет подробной настройки режимов работы делает возможным применение персонализированного подхода для получения наибольшего лечебного эффекта.
Вакуумная терапия – метод лечения ран с помощью контролируемого отрицательного давления. Он ускоряет заживление, снижает риск присоединения инфекции и возникновения осложнений, улучшает качество регенерации тканей.
– Помимо комбинации нескольких видов воздействия на раны, мы добавили в свой вакуумный аспиратор веб-интерфейс и возможность удаленного управления устройством. Благодаря нашей разработке можно управлять несколькими устройствами централизованно, что очень удобно в условиях хирургических стационаров. У медицинских работников появляется возможность отслеживать прохождение терапии у каждого пациента. Основная наша цель – сделать наш аппарат доступным для всех медицинских учреждений. В России производятся вакуумные аспираторы, но их стоимость по ряду причин довольно высока. Мы создаем более доступную версию, которая будет более эффективна за счет комбинации вакуумной терапии с другими методами, а также более удобна в использовании благодаря наличию возможности управления устройством через веб-интерфейс, – рассказал студент 4 курса Института медицины и психологии НГУ Владислав Голейнов.
При поддержке Студенческого технопарка Центра трансфера технологий и коммерциализации НГУ было привлечено финансирование проекта по программе «Студенческий стартап» Фонда содействия инновациям. На сегодняшний день студенты уже зарегистрировали юридическое лицо ООО «Медицинские Вакуумные Системы»..
Команда проекта
Команда проекта состоит из двух отделов – инженерного и медицинского.
Разработкой самого устройства занимается команда студентов ММФ НГУ. Должность главного инженера проекта занял студент 3 курса Виталий Власов. Программную часть аспиратора и управление устройством разрабатывает студент 4 курса Михаил Окань. Сейчас его основная задача – разработка ПО и реализация веб-интерфейса для дистанционного управления устройством. Студент 3 курса Данил Тищенко выполняет функции инженера-проектировщика. Он создает 3D-модели и производит сборку корпуса аспиратора. Студент 2 курса Михаил Крещенко занимается сборкой, тестированием и отладкой конечного продукта.
Медицинский отдел команды сформирован из студентов Института медицины и психологии НГУ. Студентка 4 курса София Шифон отвечает за коммуникации с индустриальными партнерами и научными руководителями проекта, а также подготовкой устройства к клиническим испытаниям. Основной задачей студента 4 курса Владислава Голейнова является операционное управление проектом. Студентки 4 курса Алина Гуляева, Софья Саяпина и Елена Бабурова занимаются обобщением клинических и научных данных в области терапии ран и разработкой плана проведения экспериментов на модельных ранах. В планировании и проведении экспериментов так же задействован студент 5 курса, лаборант научно-исследовательского отдела центра хирургии аорты, коронарных и периферических артерий ФГБУ НМИЦ им. ак. Е.Н. Мешалкина Алексей Лиманский. В работах над созданием вакуумного аспиратора участвуют специалисты филиала Института цитологии и генетики СО РАН – клиники Научно-исследовательского института клинической и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ). Врачи-хирурги клиники Вадим Нимаем и Данила Чернопятов курируют подготовку к лабораторным испытаниям устройства на модельных ранах, а заместитель директора по научной работе д.м.н. Андрей Летягин работает с командой над научными исследованиями по разработке метода и комбинированных режимов работы устройства.
Первый прототип
Создание первого прототипа вакуумного аспиратора было завершено летом 2023 года. Его презентовали в филиале Института цитологии и генетики СО РАН – клинике Научно-исследовательского института клиническое и экспериментальной лимфологии (НИИКЭЛ). В ходе дискуссии, были обсуждены различные подходы к терапии ран и был сформирован список возможных доработок классического аспиратор для повышения лечебного эффекта. В сентябре команда проекта представила специалистам НИИКЭЛ новую версию устройства, которая была доработана в соответствии с их рекомендациями - уменьшены габариты корпуса, разработано программное обеспечение для дистанционного управления, переработана эргономика. Также была реализована первая версия модуля электротерапии, которая позволила дополнять воздействие вакуума на рану электричеством. На этой встрече команда медиков проекта рассказала о промежуточных итогах работ по изучению патофизиологии различных типов ран, терапевтических эффектов вакуумной терапии и электротерапии, перспективных перевязочных материалах. Хирурги НИИКЭЛ дали молодым исследователям рекомендации по планированию экспериментов на животных и высказали предложения о доработке материалов исследования.
Новые возможности
Было принято решение о дальнейшем сотрудничестве в проведении лабораторных испытаний на животных, которое будет проводиться в лаборатории при НИИКЭЛ, а также разработке комбинированных режимов работы устройства.
– Благодаря нашему инновационному устройству у медицинских работников появится возможность эффективнее решать такие сложные терапевтические задачи, как некротизирующий фасциит, диабетическая стопа и облитерирующие заболевания периферических артерий, залечивать у пациентов раны, возникающие вследствие нарушения венозного кровотока, и пролежни. Предотвращать отторжение кожных лоскутов и трансплантатов. Все эти состояния могут вызвать грозные осложнения, вплоть до инвалидизации и гибели пациента. С помощью нашего устройства риск их возникновения можно минимизировать: на 20-50% ускорить заживление ран, сократить появление осложнений и снизить количество летальных исходов в отдельных клинических ситуациях, – пояснила Алина Гуляева.
Перспективы
В настоящее время проект находится на стадии создания предсерийного прототипа и подготовки к исследованиям на модельных ранах. Молодые инноваторы проводят активную научную работу совместно со специалистами НИИКЭЛ по анализу комбинаций вакуума и электротерапии, по эффективности вакуумной терапии, настройке режимов работы, и отдельно команда из инженерного отдела студенческого технопарка «Академия» разрабатывает предсерийный прототип. Ведется подготовка к проведению доклинических исследований на животных, которое планируется начать уже в первом квартале этого года. Сначала испытания будут проводиться на грызунах, затем на более крупных животных.
– Наша команда считает, что не следует ограничиваться только классическими методами хирургии, а необходимо внедрять в хирургическую практику новые решения, которые обладают потенциалом ускорить реабилитацию пациентов. Наше мнение основано на данных, свидетельствующих о понижении оборотности коек и сокращении коечного фонда в лечебных учреждениях, а также общим трендам, по которым старается работать современная хирургия: сокращение времени, которое пациент проводит в больнице перед хирургической операцией и после ее проведения. Наша разработка позволит сократить время предоперационной подготовки пациента и сократить срок его реабилитации после хирургического вмешательства. На сегодняшний день здравоохранение развивается в сторону ранней диагностики и превентивного лечения заболеваний, в том числе за счет проведения операций на ранней стадии. Однако без надлежащего внимания остается снижение периода нетрудоспособности больных после проведения операции, получения открытых ран, ожогов и обморожений. При этом период нетрудоспособности оказывает значительное влияние на экономику государства как за счет средств, необходимых на содержание пациента в стационаре, так и из-за его отсутствия на рабочем месте. Пациент с ожогами, обморожениями и гнойными хирургическими инфекциями помимо длительного срока лечения, имеет очень высокие риски осложнения заболевания – от потери конечности до летального исхода. В данной ситуации перспективной разработкой для внедрения в отрасль здравоохранения представляется разработанный нами вакуумный аспиратор, – прокомментировала Софья Шифон.
