Biosten, a Skolkovo resident startup, presented the technology of radiopaque coating based on lanthanum-containing microparticles at the Fundamental Research and Innovations for Endovascular Surgery 2018 conference on April 12. The event, organized by the N.I. Pirogov National Medical and Surgical Centre with the support of the Skolkovo Foundation, was attended by more than 100 specialists: leading interventional cardiologists from Russia and other countries, researchers, and representatives from the medical industry.

For an interventional cardiologist who places coronary scaffolds or implants other medical devices under fluoroscopy control, it's important to see their position and condition in the body. For example, the clinical outcome of stent implantation depends on how tightly a stent fits the artery wall (this is called stent apposition). New-generation implants made from bioresorbable polymers however pose the greatest radiopacity issue.  

Developers of medical devices use a few workarounds to solve the problem of bioresorbable implant visualization in different ways: some implant metal markers in the polymer, while others develop new iodine-containing polymers. However, the markers do not provide full-body visibility for an implant, and the new polymers require many years of laboratory and preclinical testing to discover possible problems of new polymers, such as increased resorption times. The physical inclusion of common radiopaque agents, such as iodine compounds or barium sulfate, into the polymer impairs the mechanical properties of the implants or leads to adverse biological reactions. 

At the conference, Biosten proposed a new solution for polymeric implant x-ray visibility: a radiopaque coating based on lanthanum-containing microparticles. Lanthanum in the form of a salt was chosen for its radiopacity in a combination with anti-inflammatory, membrane-stabilizing and spasmolytic properties, unlike inert barium sulphate or iodine which is unfavorable for the endothelium. The radiopacity of the coating can be adjusted over a wide range, achieving good visualization even with a layer thickness of several microns, which is unattainable for chemically modified polymers. In other words, a radiographic contrast coating comparable in thickness to the drug coatings of polymeric scaffolds can provide full visualization of the implant. Microparticles made from polymers similar to the parent polymer provide uniform distribution of radiopaque agent and isolate it from the other coating active ingredients such as drug substance.

The Biosten technology can be used not only in bioresorbable polymeric scaffolds, for which it was originally intended, but also to enhance the radiopacity of neurovascular devices made from thin nitinol wire, orthopedic implants, polymeric microspheres for embolization and other medical products. Biosten's original concept of the radiopaque composition with lanthanum-containing microparticles is protected by an international patent, which is currently being transferred into national phases.

Biosten welcomes collaboration from developers who would like to improve the radiopacity of medical devices. The company also provides access to its equipment within the Centre for Collective Use.  

“The biomedical cluster of the Skolkovo Foundation has been a partner of the Fundamental Research and Innovations for Endovascular Surgery conference for three years,” said Ruslan Altaev, development and key partners director of Skolkovo’s biomed cluster.

“This area of medical science has a great capacity for innovation, and we are pleased to note that the number of developments presented at the conference, as well as high-tech services provided by the Skolkovo community centres, grows every year.”
 

12 апреля компания «Биостэн» представила технологию рентгеноконтрастного покрытия на основе лантан-содержащих микрочастиц на конференции «Фундаментальные исследования и инновации для эндоваскулярной хирургии 2018». В мероприятии, организованном Национальным медико-хирургический центром им. Н.И. Пирогова при поддержке Фонда Сколково, участвовали более 100 специалистов – ведущих отечественных и зарубежных врачей, ученых, представителей медицинской индустрии.

Врачу, который устанавливает коронарные скаффолды и другие имплантаты под рентген-контролем, важно видеть их положение и состояние в организме. Например, от того, насколько хорошо стент прилегает к стенкам сосуда, зависит клинический результат операции. Острее всего проблема рентгеноконтрастности стоит для имплантатов из биодеградируемых полимеров, которые, как правило, являются полностью прозрачными для рентгеновских лучей. 

Производители по-разному решают проблему визуализации биодеградируемых имплантатов – одни внедряют в полимер металлические метки, другие разрабатывают новые йод-содержащие полимеры. Однако метки не позволяют полностью увидеть имплантат, а предложенные новые полимеры требуют многолетних испытаний и при этом рассасываются значительно дольше, чем требуется. Физическое же включение в полимер распространенных рентгеноконтрастных агентов, таких как соединения йода или сульфат бария, ухудшает механические свойства имплантатов или ведет к неблагоприятным биологическим реакциям. 

Компания «Биостэн» решила проблему рентгеноконтрастности полимерных имплантатов, включив рентгеноконтрастный агент в покрытие изделия. В качестве такого агента используются соли лантана, которые сочетают высокую рентгеноконтрастность, при этом обладая противовоспалительным, мембраностабилизирующим, спазмолитическим действиями, в отличие от инертного сульфата бария или неблагоприятно влияющего на эндотелий йода. Рентгеноконтрастность покрытия можно регулировать в широком диапазоне, добиваясь хорошей визуализации даже при толщине слоя в несколько микрон, что недостижимо для химически модифицированных полимеров. Иными словами, полную визуализацию имплантату может обеспечить рентгеноконтрастное покрытие, сравнимое по толщине с лекарственными покрытиями полимерных скаффолдов. Для того, чтобы исключить влияние рентгеноконтрастного агента на другие компоненты покрытия (например, лекарственное средство), а также добиться равномерного распределения рентгеноконтрастности, соли лантана заключаются в микрочастицы, изготовленные из полимеров, сходных с основным полимером лекарственного покрытия имплантата (например, в случае биодеградируемых скаффолдов это микрочастицы из полимеров на основе лактида и гликолида).

Представленную «Биостэном» технологию можно использовать не только в биодеградируемых полимерных скаффолдах, для которых покрытие изначально предназначалось, но и для усиления рентгеноконтрастности нейроваскулярных инструментов из тонкой нитиноловой проволоки, ортопедических имплантатов, полимерных микросфер для эмболизации и других медицинских изделий. Приоритет «Биостэна» на рентгеноконтрастную композицию с лантан-содержащими микрочастицами защищен международным патентом, который в настоящее время переводится на национальные фазы.

«Биостэн» приглашает к сотрудничеству разработчиков, для которых актуальна тема повышения рентгенконтрастности медицинских изделий. Компания также предоставляет доступ к своему оборудованию в рамках Центра коллективного пользования.  

Биомедицинский кластер Фонда "Сколково" уже на протяжении 3-х лет является партнёром конференции «Фундаментальные исследования и инновации для эндоваскулярной хирургии 2018». Данное направление медицины является одним из самых "инновационно-ёмких", и мы рады отметить что с каждым годом растет количество представленных на конференции разработок наших участников, а также высокотехнологичных сервисов, оказываемых разработчикам центрами коллективного пользования "Сколково".
директор по работе с ключевыми партнерами и развитию кластера биомедицинских технологий Фонда «Сколково» Руслан Алтаев.

31 марта и 1 апреля в Российском химико-технологическом университете имени Д. И. Менделеева прошел первый в России хакатон по цифровому материаловедению «Mendeleev Hackathon: Новые материалы и их компьютерный дизайн». Резидент Сколково, компания “Инсилико”, выступила в качестве партнера соревнования и предложила участникам решить задачу улучшения алгоритмов машинного обучения для прогнозирования свойств молекул и создания новых материалов.

 

В течение двух дней девять студенческих команд в режиме нон-стоп работали над проектами на стыке химии, материаловедения и IT. Вызов приняли МФТИ, Сколтех, РГУ им. А. Н. Косыгина, МГТУ им. Н. Э. Баумана, РХТУ им. Д. И. Менделеева, МГТУ «СТАНКИН» и Уфимский государственный нефтяной технический университет. Помимо Insilico Medicine соревнование поддержали АО «Авангард», ассоциация «Профессиональное сообщество директоров «Директориум», ООО «БИНАКОР-ХТ». Экспертную поддержку хакатону оказали Артем Оганов, Александр Жаворонков, Константин Горелый, Лев Лейман и другие ведущие специалисты.

В первый день участники соревнований определились с темами проектов, в числе которых сервис по подбору материалов по уникальным признакам, создание нейронной сети для сортировки отходов или веб-сервис по прогнозированию изменения характеристик полимеров. Далее последовала напряженная 24-часовая работа над проектами, которая сопровождалась консультациями менторов. Команды разрабатывали уникальные концепции, изучали конкурентов и рынок. В ходе финальных пятиминутных презентаций участники представили экспертам свои разработки. Жюри уделяло внимание как научной и технологической составляющей проекта, так и детальной проработке рынка. По мере работы на площадке возрастал не только накал борьбы - вырос и призовой фонд хакатона со 100 до 300 тысяч рублей.

Победителями соревнования стали сразу две команды: «Skoltech Team» (сборная Сколтеха) и «Fairy Winx Club» (сборная Сколтеха и МФТИ). Skoltech Team разработали программный продукт на основе нейронных сетей, позволяющий находить оптимальный материал исходя из заданных параметров, используя открытые данные. Fairy Winx Club выполняли задание компании Insilico Medicine, по условиям которого команда предложила новый язык представления возможных химических структур, обладающий преимуществами для алгоритмов машинного обучения перед спецификацией SMILES, используемой в настоящий момент.

Отдельным призом был отмечен лучший спикер – участник команды Quartz Team Антон Михайлов, представивший проект Mendeleev Materials, представляющий онлайн-сервис по подбору аморфных и кристаллических материалов.

Команды-победители получили денежные призы от компаний Insilico Medicine и ООО «БИНАКОР-ХТ», а также менторское сопровождение проектов на протяжении 6 месяцев.

“Одна из топовых тем во всем мире сейчас – это «компьютерный дизайн материалов». Мы обобщили этот сложившийся термин до «цифрового материаловедения» и впервые попытались уместить все проблемы и задачи в двухдневное состязание молодых и креативных ребят. Для участников это, несомненно, оказалось вызовом, но благодаря этому в ходе финальных презентаций мы увидели много интересных концепций и решений”, прокомментировала Анна Щербина, проректор по науке РХТУ имени Д. И. Менделеева.

“Глобальная задача Менделеевского университета – подготовка специалистов для химического производства будущего. Без развития у студентов кроссплатформенных компетенций в передовых областях материаловедения, квантовой химии, 3D-моделирования, анализа больших данных и искусственного интеллекта невозможно подготовить специалистов, отвечающих быстроменяющимся условиям рынка. С этой целью мы провели Mendeleev Hackathon и привлекли к его организации российских экспертов мирового уровня”, поделился Александр Мажуга, и. о. ректора РХТУ имени Д. И. Менделеева.