ПРОЕКТЫ 2022 ГОДА

Разработка устройства для неинвазивного скрининга кишечной микробиоты

Егорова Виктория Владимировна

Руководитель

Магистрант ХБК, инженер ХБК

Исполнители

Дмитриева М. А.

Клавинг А. В.

Лаврентьева М. П.

Панюта А. С.

Рябченко Е. О.

Юнусбаев Баязит Булатович

Научный консультант

Ведущий научный сотрудник ХБК

ОПИСАНИЕ

Развитие высокопроизводительного секвенирования открыло возможности для исследования микробиоты кишечника человека методами метагеномного анализа. Большинство подобных исследований основаны на выделении микробной ДНК из легкодоступных образцов кала, отражающих трудоемкий ресурс данных для интерпретации состава микробиома ЖКТ. Эксперименты на модельных животных показывают ключевую роль микробиома тонкого кишечника в регуляции иммунной системы.
Биопсия и эндоскопия ограничены применением при тяжелых заболеваниях кишечника. Следовательно, неинвазивные средства забора микробиоты приобретают востребованность.
Суть технического решения состоит в применении LCD 3D-печати и гельэкструзионной 3D-печати в разработке капсулы для отбора микробиоты тонкого кишечника. Капсула состоит из крышки, комплекса- носителя, активной сборки (сменный картридж и гидрогелевый элемент), упаковки и комплекта эксплуатационной документации. Отечественных аналогов данной разработки на сегодняшний день нет.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Достоверность данных относительно количественного соотношения модельных микроорганизмов	не менее 75%
Модуль Юнга	не менее 1 кПа
Краевой угол смачивания	не более 60^о
Объем образца	не менее 3250 мкл
Масса активного компонента	не менее 200 мг
Исследование на цитотоксичность in vitro в отношении линий эпителиальных клеток (CaCO2) и клеток линии Jurkat (иммунных)	не менее 75%
Эффективность набухания гидрогелевого элемента активной сборки при 37 ^оС в кислой (2,0 ± 0,5) и щелочной стадии (pH = 6,80 ± 0,05)	не менее 150%
Время максимально возможного растворения энтеросолюбильного покрытия в модельной среде желудка	1,5 ч
pH растворения энтеросолюбильного покрытия на основе исследований гидролитической деструкции	6,8
Размер капсулы не превышает	15х15х20 мм

Сканирующая электронная микроскопия гидрогелевого элемента

Прототип устройства для неинвазивного скрининга кишечной микробиоты

Устройства для неинвазивного скрининга кишечной микробиоты

Результаты проекта имеют основания быть важным шагом на пути к решению глобальной научной проблемы, а также стать базой для дальнейших доклинических исследований препарата; прототип и разработанная технология могут участвовать в учебном процессе как базис для исследований магистрантов биоинформатического характера в сфере персонализированной медицины, а также проектом для привлечения абитуриентов в рамках мероприятий SCAMT Workshop Week; опытный образец имеет перспективы коммерциализации в контексте публикации патента, где ключевыми заинтересованными лицами являются научноисследовательские институты, а также организации клинической диагностики.

контролируемое время сорбции микроорганизмов
таргетированный обзор микробиома обеспечивается энтеросолюбильным покрытием в комбинации с модулируемыми характеристиками жесткости и расширения pH-специфичного гидрогеля
заявлена достоверность сорбции не менее 75%
стандартизированные испытания по ГОСТ, ОФС, ISO
расширенные испытания по отношению к микроорганизмам с различным строением клеточной стенки