Миэтовцы создадут первый отечественный имплантируемый нейростимулятор с биологической обратной связью
Коллектив МИЭТ выиграл грант Министерства науки и высшего образования Российской Федерации на проведение крупных научных проектов по приоритетным направлениям научно-технологического развития. В ходе реализации проекта будут созданы фундаментальные основы для разработки первого отечественного имплантируемого нейростимулятора с биологической обратной связью.
«В результате исследований планируется получить первые образцы устройства для подавления передачи в мозг болевых сигналов, крайне актуального для реабилитационной индустрии для лечения хронической боли у людей, в том числе, с различными травмами спинного мозга и периферических нервов», – рассказывает научный руководитель проекта, проректор по научной работе МИЭТ Сергей Гаврилов.
Реализацией проекта «Микроэлектронные технологии формирования мультимасштабных имплантируемых нейроинтерфейсов живых-технических систем для управления передачей болевых сигналов в мозг» займется объединенный коллектив ведущих ученых МИЭТ в области микроэлектроники и имплантируемых медицинских изделий из Институтов БМС, МПСУ, ПМТ, НМСТ и других подразделений МИЭТ.
Партнером и соисполнителем проекта является Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова – ведущий научный и медицинский центр, в котором уже успешно проводятся исследования и клинические испытания в области стимуляции спинного мозга. В сентябре 2023 года в ходе визита делегации МИЭТ в Центр Алмазова ректор МИЭТ Владимир Беспалов и генеральный директор Центра Евгений Шляхто подписали соглашение о сотрудничестве в области разработки имплантируемых медицинских изделий.
В ходе реализации проекта будет создан междисциплинарный базис фундаментальных знаний для разработки первого отечественного имплантируемого нейростимулятора – получены научные результаты по механизмам, закономерностям мультимасштабного формирования микроэлектронными технологиями на нано-, микро-, макро- уровнях нейроинтерфейсов живых-технических систем для управления передачей болевых сигналов в мозг. Затем ученые разработают экспериментальный образец имплантируемого нейростимулятора с биологическими обратными связями на отечественных биосовместимых композиционных наноматериалах, с беспроводными коммуникациями и энергообеспечением, с использованием методов доверенной электроники и на основе отечественной электронно-компонентной базы.
Ожидается получение результатов, соответствующих передовому уровню исследований электрической стимуляции мозга в Евросоюзе, осуществляемых по программе «Horizon 2020» (международный исследовательский проект по неинвазивной электрической стимуляции мозга, координируемый компанией Neuroelectrics, в котором участвуют университеты и исследовательские компании из Испании, Германии, Швеции, Италии и США), а также исследований, осуществляемых под руководством Илона Маска фирмой Neuralink в США в области нейроинтерфейсов живых-технических систем на основе микроэлектронных технологий, в том числе для управления передачей болевых сигналов.
Мировой рынок нейростимуляторов (нейромодуляторов) ежегодно увеличивается на 10% и к 2027 году достигнет объема в 10 млрд долларов. Ожидается, что российский сегмент этого рынка, который составлял 2,5 млрд рублей в 2023 году, в 2030 году вырастет до 4,0 млрд рублей. При этом отечественных поставщиков такой продукции на данный момент нет.
«Крайне важно реализовать проект, направленный на создание первого отечественного имплантируемого нейростимулятора с биологическими обратными связями, и, в конечном итоге, организовать серийное производство этих устройств, которое станет одной из точек роста отечественной реабилитационной индустрии, обеспечивая национальный технологический суверенитет РФ в этой важной области нейротехнологий. Результаты планируемых в проекте исследований будут определять конкурентноспособность отечественных междисциплинарных микроэлектронных технологий. Актуальность развития отечественных нейротехнологий, имплантируемых медицинских приборов неоднократно отмечалась на общем собрании членов Российской Академии наук в декабре 2023 года, которое было посвящено укреплению научно-технологического суверенитета России», – считает директор Института БМС Сергей Селищев.
Проект рассчитан до конца 2026 года, за это время на средства гранта в 300 миллионов рублей планируется:
- Провести исследования механизмов, закономерностей мультимасштабного формирования микроэлектронными технологиями на нано-, микро-, макро- уровнях нейроинтерфейсов живых-технических систем, их физико-химических свойств, определяющих биоэлектронное управление – блокирование электрическими импульсами передачи болевых сигналов по природной нервной системе спинного мозга в головной мозг с целью подавления болевых ощущений
- Создать цифровые двойники перспективных нейростимуляторов
- Спроектировать перспективные имплантируемые нейростимуляторы, изготовить экспериментальные образцы, провести исследования на лабораторных животных, в том числе по биосовместимости
«Нейротехнологии являются одной из наиболее активно развивающихся областей науки в России и мире, их развитие названо одним из приоритетов федерального медико-биологического агентства. Отсутствие отечественных имплантируемых нейростимуляторов является существенным барьером для развития научно-технологического суверенитета РФ в области нейротехнологий», – говорит Сергей Селищев.
В финале проекта будет разработано техническое задание на проведение опытно-конструкторских работ по созданию перспективных отечественных имплантируемых нейростимуляторов. Продолжением этой работы должна стать организация серийного производства таких устройств в России, которое выступит одной из точек роста отечественной реабилитационной индустрии.
Научными результатами проекта также станут более двадцати научных статей в изданиях 1-го и 2-го квартилей и 9 диссертационных работ. По тематике проекта ежегодно будет проводиться международная конференция.