В свою очередь, разработанная Комитетом по устройствам, биопрепаратам и технологиям (DBT, США) Панель управления биологическими препаратами – Biologics Dashboard с доказательной базой биологического продукта будет продолжать развиваться и совершенствоваться[77],[78].
В области ортопедической хирургии имплантаты и инструменты для 3D-биопечати в будущем могут использоваться для лечения различных патологий, с которыми ранее было сложно справиться, применяя материалы, изготовленные из традиционного субтрактивного производства.
Технология 3D-биопечати быстро развивается, уже несколько исследователей работают над технологией печати индивидуальных человеческих тканей и органов. Предполагается, что биопечать будет распределять клетки, биоматериалы и поддерживающие их биологические факторы слой за слоем, образуя живые ткани и аналоги органов [16, 17]. 3D-продукты по-прежнему сталкиваются с множеством проблем, например, выращивание правильного количества функционирующих клеток, достижение соответствующей плотности клеток с сохранением жизнеспособности на протяжении всего процесса печати, но их будущий потенциал может революционизировать регенеративную медицину.
Параллельно развивается и четырехмерная (4D) печать – процесс, использующий интеллектуальные материалы для создания самоконфигурируемых белков, тканей и органов. Объекты с 4D-печатью могут самовосстанавливаться или самостоятельно собираться, изменяя форму своих частей в ответ на меняющиеся условия окружающей среды (температуру, pH, магнитное поле и взаимодействие с растворителем) [18].
Duke University (США) совместно с 4D Nucleome Consortium включились в работу второй фазы исследования для интеграции, анализа и моделирования набора данных для получения полного представления о 4D-нуклеоме. Их цели состоят в том, чтобы идентифицировать пространственно-временные изменения хроматина (4D-нуклеом, или «4DN»), связанные с регенеративными человеческими MuSCs, и понять функциональные последствия дефектов этого механизма при повреждении мышц. В долгосрочной перспективе эта информация может привести к новым стратегиям регенеративного лечения[79],[80].
Национальный исследовательский институт генома человека – National Human Genome Research Institute (NHGRI, США) выделил премию Genomic Innovator на исследования, посвященные анализу молекулярного состава, связанного с неорганическими веществами, кодирующих последовательности ДНК и РНК в геноме. Несмотря на недавние технологические прорывы, позволяющие редактировать геном и эпигеном по желанию и с высокой пропускной способностью, имеется мало данных о детальном молекулярном механизме, контролирующем функцию и активность некодирующих регуляторных ДНК и РНК при нормальном и патологическом состоянии. Это – критический пробел в знаниях, поскольку некодирующие регуляторные области генома могут быть использованы для тонкой настройки программы экспрессии генов, а эффекторы, действующие на эти некодирующие элементы, могут служить мощными молекулярными «ручками» для создания активности некодирующих последовательностей для желаемых клеточных ответов и терапии, что ускорит восстановление пациентов с заболеваниями опорно-двигательного аппарата[81].
Рекомендации, разработанные Centers for Disease Control and Prevention (США), включают Национальный план борьбы с болезнью Альцгеймера, программы «Здоровое старение в действии: продвижение национальной стратегии профилактики», «Инициатива здорового мозга: национальная дорожная карта общественного здравоохранения по поддержанию когнитивного здоровья», «Национальный план действий по борьбе с раком: продвижение стратегий общественного здравоохранения» и Национальную программу общественного здравоохранения по остеоартриту[82],[83],[84],[85],[86].
Перспективность дальнейших исследований определяется национальными инициативами, стратегией и планом действий в области общественного здравоохранения.
Помимо национальных программ в области медицины, многие бизнесструктуры формируют коллаборации с научными институтами для обеспечения трансформации отрасли. Так, по прогнозам в ближайшие годы отрасль по производству ортопедических и медицинских изделий резко вырастет из-за увеличения численности пожилого населения и потребности в медицинских и ортопедических устройствах, которые улучшат качество их жизни. Трейси Аккарди, вице-президент по исследованиям и разработкам в области хирургической робототехники компании Medtronic (США), рассказала, что ее компания работает над внедрением системы роботизированной хирургии (РАН) Хьюго, которая будет модульным и мобильным роботом для мягких тканей от Medtronic с открытой консолью[87],[88]. Система роботизированной хирургии (RAS) Medtronic Hugo™ будет представлять исследовательское устройство с применением технологий вычислений, визуализации и ИИ нового поколения[89].
77
AAOS Advances Biologics Initiative with Innovative Dashboard. www.prnewswire.com/news-releases/aaos-advances-biologics-initiative-with-innovative-dashboard-301152403.html
78
AAOS to navigate biologic-based interventions with new online tool. https://www.healio.com/news/ orthopedics/20201119/aaos-to-navigate-biologicbased-interventions-with-new-online-tool
80
Diao receives $3 million grant from 4D Nucleome Consortium. www.ortho.duke.edu/latest-news/diao-receives-3-million-grant-4d-nucleome-consortium
81
Yarui Diao, PhD Awarded 2020 NIH/NHGRI Genomic Innovator Award. www.ortho.duke.edu/latest-news/yarui-diao-phd-awarded-2020-nihnhgri-genomic-innovator-award
83
Healthy Aging in Action. ADVANCING THE NATIONAL PREVENTION STRATEGY. www.cdc.gov/aging/pdf/healthy-aging-in-action508.pdf
85
National action plan for cancer survivorship; advancing public health strategies. https://stacks.cdc.gov/view/cdc/6536/
86
National Public Health Agenda for OsteOarthritis. www.cdc.gov/arthritis/publications/pdf/agenda-osteoarthritis.pdf
87
Robotic-Assisted Surgery. www.medtronic.com/COVIDien/en-us/robotic-assisted-surgery/hugo-ras-system.html
88
Medical Robotics and The Future of Surgery: Interview with Tracy Accardi, VP of R&D for Medtronic Surgical Robotics https://www. medgadget.com/2021/03/medical-robotics-and-the-future-of-surgery-interview-with-tracy-accardi-vp-of-rd-at-medtronic.html
89
Two companies unified by one mission. www.medtronic.com/COVIDien/en-us/robotic-assisted-surgery/digital-surgery.html