Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Первого Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. И.П. Павлова (ПСПбГМУ) и Института высокомолекулярных соединений РАН разработали матрицу, которую возможно использовать в качестве сосудистого импланта. Они вживили ее в брюшную аорту лабораторных крыс и наблюдали за ней в течении 16 месяцев. За это время на месте матрицы образовался искусственный сосуд, очень похожий на настоящий. Это приближает ученых к разработке сосудистых имплантов для людей. Их исследование опубликовано в журнале Cell and Tissue Biology.
Синтетические протезы, традиционно использующиеся в сердечно-сосудистой хирургии, хорошо подходят для реконструкции больших сосудов с диаметром более пяти миллиметров. Однако они абсолютно неприменимы, если речь заходит о сосудах меньшего диаметра, так как на внутренних стенках выпадают белки, которые содержатся в крови. А вместе с низкой скоростью кровотока это приводит к образованию у пациента тромбов. «Синтетический протез нецелесообразно использовать и в детской кардиохирургии, потому что протез не растет вместе с ребенком — необходимо делать повторные операции. Это причины, по которым необходимо разрабатывать технологии создания искусственных сосудов», — пояснил один из исследователей, заведующий Научно-исследовательской лабораторией (НИЛ) «Полимерные материалы для тканевой инженерии и трансплантологии» СПбПУ Владимир Юдин.
Ученые изготовили синтетическую матрицу из полимолочной кислоты. Это биоразлагаемый полимер, который содержится в организме человека. Оказавшись на нужном месте, матрица растворяется, и на ее месте возникает сосуд. «Сама по себе матрица состоит из нано- и микроволокон, которые очень похожи на волокнистую структуру естественного сосуда. Клетки донора хорошо растут на такой матрице. Мы изучили ее свойства — механическую прочность, пористость, гидрофобность», — отметил сотрудник НИЛ «Полимерные материалы для тканевой инженерии и трансплантологии» СПбПУ Павел Попрядухин.
Чтобы испытать свое изобретение, ученые проводили эксперименты на животных. Они вшивали лабораторным крысам матрицу в брюшную аорту. После этого исследователи наблюдали за животными. Они выяснили, что на промежуточных этапах искусственный сосуд был очень похож на настоящий. А через 16 месяцев после имплантации матрица полностью растворилась. Но в конце исследования ученые обнаружили у крыс расширение сосуда в месте, где они проводили реконструкцию. По словам ученых, чтобы предотвратить развитие таких осложнений, необходимо разработать метод дополнительного укрепления стенки матрицы. Для этого они планируют вставить матрицу в клетки среднего слоя сосуда, который отвечает за прочность.
«При этом мы сделали много положительных выводов. На длинных опытах была продемонстрирована безопасность матрицы. Мы показали саму возможность образования новых тканей в ней. Было доказано, что матрица нетоксична и обладает высокой проходимостью: общая проходимость имплантатов составила 93%. Это высокий показатель, который говорит о том, что пока образуется новый сосуд, матрица будет проходимой», — подчеркнул ведущий автор работы, сердечно-сосудистый хирург ПСПбГМУ Гурий Попов.