Ранняя диагностика является приоритетной задачей современной медицины и приоритетным направлением развития здравоохранения. Ранняя диагностика по статистике помогает на 35% снизить смертность и упростить пути лечения. В сравнении с методами диагностики ядерной медицины (рентген, КТ, МРТ), УЗИ демонстрирует ряд преимуществ: низкая себестоимость, простота использования, доступность в клиниках в том числе в отдаленных районах и областях, отсутствие ионизирующего излучения, отсутствие противопоказаний. Однако, операторозависимость и низкое разрешение снимков ограничивает распространение метода УЗИ для диагностики широкого спектра заболеваний, что может быть преодолено с использованием УЗИ контрастных агентов и позволит сделать УЗИ точным и основным методом диагностики. В то время, как зарубежом УЗИ контрастные агенты используются с 1993 года, в России нет доступного УЗИ контрастного агента.
Моей научной группой разработан прототип контраста для УЗИ - клинического аналога контрастного агента Optison (используется в США и Европе с 2001 года). Усовершенствованный состав на основе биосовместимых белка и сополимеров позволяет преодолеть ограничения аналога в длительности процедуры контрастирования, контрастности сигнала и длительной стабильности. Чувствительность контрастного агента к УЗИ позволяет оценить патологические процессы в течение нескольких минут без риска ионизирующего облучения и с минимальным набором УЗИ инструментов, доступных в большей части медицинских учреждений города Москвы и регионов.
Внедрение нашего препарата в практику позволит заменить более дорогостоящие и токсичные методы (КТ, МРТ, ПЭТ) на УЗИ, что сделает базовую диагностику эффективнее и распространеннее и позволит раньше начинать лечение при необходимости, что снизит общую смертность. Так, например, можно обнаружить раннюю стадию рака печени, мозга, а также диагностировать одну из основных причин женского бесплодия - проходимость маточных труб.

Крупные медицинские центры, включая клиническое и поликлиническое звенья. Медицинские университеты, исследовательские центры. Специалисты ультразвукового профиля.

—

Получен прототип контрастного агента для УЗИ, показаны его стабильность, биосовместимость с клеточными линиями человека. Показано контрастирование на модели человеческого сосуда, женской репродуктивной системы и кровотоке крыс.

Продукт – прототип доступного медицинского контрастного агента для ультразвуковых исследований на основе биосовместимых соединений.
Данный препарат выполняет функцию, аналогичную контрастам для КТ и МРТ, которые давно используются в России, но гораздо менее токсичен, прост в использовании, потенциально широко доступен и позволяет проводить эффективную диагностику при помощи базового аппарата УЗИ.
На данный момент УЗИ контрастные агенты не представлены на территории РФ. Контрастный агент на основе микропузырьков SonoVue (клинически одобрен в Европе в 2001 году) был одобрен Минздравом РФ в 2017 году и недоступен к ввозу с конца 2019.
В мире нет аналогов по составу нашему прототипу. Мы объединяем в структуре и белок, и полимер, что позволяет взять лучшее от двух типов материалов. В мире существует три типа контрастных агентов: на основе белков, на основе липидов и на основе полимеров. В то время как моно компоненты, используемые в различных контрастах, предопределяют и ограничивают их свойства, мы впервые предложили комбинирование белковых и полимерных составов в одной системе.
Это позволяет в одной системе объединить положительные свойства белковых и полимерных микропузырьков и избежать их недостатков. В работе мы полностью проанализировали свойства оболочки, условия образования микропузырьков и зависимость концентрации, размера и других свойств от условий получения. Получаемый нами агент является инновационным не только для России, но и в мире.
Мы являемся единственной активной научной группой в РФ по разработке контрастных агентов УЗИ.
В отличие от зарубежных коллег, использующих липиды, белки или полимеры по отдельности для стабилизации структур, мы используем комбинацию белков и биосовместимых сополимеров, а именно альбумина (составляет до 50% массы плазмы крови человека) и производных N-винилпирролидона (используется в составе препаратов и КТ контрастных агентов Повидон). Данное совмещение в структуре делает препарат значительно стабильнее и повышает контраст.
Ключевым отличием нашей работы является возможность управления управления физико-химических свойств агента за счет модификации состава стабилизирующих компонентов.
Образцы получаются при низких температурах, что позволяет сохранить структуру белка, что обеспечивает биосовместимость материала.
УЗИ с контрастированием в России не используется, так как нет доступных контрастов.
Технология получения и методика для нашего материала отличается от существующих в мире возможностью использованию двух типов соединений в оболочке, а как следствие возможность контроля получаемых микропузырьков по размеру и концентрации. Технология УЗ контрастирования при помощи наших контрастных агентов является уникальной для России, безопасна для человека в сравнении с КТ и МРТ с контрастом и дешевле.
Конкурировать возможно с контрастирование в КТ и МРТ, но данные методы имеют ограничения по частоте и применению в целом, а также не всегда доступны в сравнении с УЗИ.
Научно-публицистический задел
Темой разработки контрастных агентов для УЗИ научна группа занимается в течение последних 5 лет. Мы являемся единственной активной научной группой в РФ по разработке контрастных агентов УЗИ. На данный момент более 10 публикаций статей по данной теме в базе данных SCOPUS/WOS, а также 3 статьи в редакциях высокорейтинговых журналов на рецензии (IF>9, Q1). Основные 5 публикаций по теме проекта:
[1] P. G. Rudakovskaya et al., “Microbubbles Stabilized by Protein Shell: From Pioneering Ultrasound Contrast Agents to Advanced Theranostic Systems,” Pharmaceutics, vol. 14, no. 6, 2022, doi: 10.3390/pharmaceutics14061236.
[2] A. N. Sencha, P. G. Rudakovskaya et al., “General aspects of the use of contrast agents in diagnostic ultrasound: History and current state of the technology: Review of contrast agents,” in Contrast-Enhanced Ultrasound: From Simple to Complex, A. N. Sencha and Y. N. Patrunov, Eds. Cham: Springer International Publishing, 2022, pp. 1–9. doi: 10.1007/978-3-030-91764-7_1.
[3] R. A. Barmin, P. G. Rudakovskaya et al., “Air-filled bubbles stabilized by gold nanoparticle/photodynamic dye hybrid structures for theranostics,” Nanomaterials, vol. 11, no. 2, pp. 1–17, Feb. 2021, doi: 10.3390/nano11020415.
[4] R. A. Barmin, P. G. Rudakovskaya et al., “Impact of fluorescent dyes on the physicochemical parameters of microbubbles stabilized by albumin-dye complex,” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, vol. 647, p. 129095, Aug. 2022, doi: 10.1016/j.colsurfa.2022.129095.
[5] R. A. Barmin, P. G. Rudakovskaya et al., “Albumin microbubbles conjugated with zinc and aluminum phthalocyanine dyes for enhanced photodynamic activity,” Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, vol. 219, p. 112856, 2022, doi: 10.1016/j.colsurfb