Из чего искусственный сосуд
Существует достаточно много заболеваний, которые приводят к нарушению функционирования кровеносных сосудов, поскольку из-за отложений, накапливающихся на стенках сосудов, происходит сужение просвета или даже полная блокировка кровеносных сосудов. Стоит ли говорить, что восстановление нормального кровотока – это одна из приоритетных задач медицины, так как многие сердечно-сосудистые заболевания, такие как атеросклероз, тромбофлебит, варикозное расширение вен и некоторые другие, возникают на фоне частичной или полной закупорки сосудов.
Чтобы восстановить нормальное функционирование кровеносных сосудов, зачастую приходится заменять их поврежденные участки искусственными сосудами, но, к сожалению, современные сосудистые протезы не обладают всеми необходимыми характеристиками. Ученые, которые работают в области сосудистой хирургии, проводят многочисленные исследования, пытаясь создать синтетический материал, который по своим характеристикам смог бы приблизиться к натуральным сосудам. Еще одна часть задачи, которая стоит перед учеными, заключается в том, чтобы по мере формирования нового естественного сосуда синтетический материал, из которого изготавливается искусственный сосуд, постепенно заменялся естественными тканями, а после полного восстановления кровеносного сосуда эти синтетические ткани полностью исчезали.
Недавнее исследование, которое провели в Австрии, позволяет ученым предположить, что, возможно, уже в скором времени сосудистая хирургия сможет предложить пациентам более качественные искусственные кровеносные сосуды, изготовленные из биоразлагаемого синтетического материала нового поколения.
Инновационный биоразлагаемый материал для создания искусственных сосудов
Интернет-издание Medical News Today рассказывает о новом научном изыскании, в котором ученые разработали инновационный биоразлагаемый материал. С помощью этого материала можно создавать искусственные кровеносные сосуды, которые по своим характеристикам более совместимы с тканями организма, чем материалы, которые в настоящее время используются для изготовления искусственных сосудов. После того, как в лабораторных условиях было проведено успешное тестирование этого нового биоразлагаемого материала на крысах, исследователи выразили уверенность в том, что новая технология приведет к более широкому использованию искусственных кровеносных сосудов у пациентов-людей.
Австрийские ученые из Венского технологического университета (Vienna University of Technology) и Венского медицинского университета (Vienna Medical University), которые совместно проводили это исследование, описывают в статье, опубликованной в журнале «Acta Biomaterialia», как им удалось создать и протестировать новый материал.
Известно, что заблокированные кровеносные сосуды достаточно быстро становятся очень опасными для человека, что делает эту проблему одной из наиболее частых причин преждевременной смерти в странах с высоким уровнем развития.
Чтобы восстановить нормальное функционирование сосудов, зачастую возникает необходимость в замене заблокированных кровеносных сосудов, например, другими сосудами, взятыми из организма, либо искусственными сосудами.
Искусственные кровеносные сосуды изготавливаются из биоразлагающихся синтетических материалов, которые заполняются живыми клетками, постепенно формирующими новые ткани сосудов. Когда искусственный материал полностью растворяется, остается только новая ткань сосудов.
По мнению исследователей, современные синтетические материалы, которые доступны медицине в настоящее время, далеко не идеальны, так как их совместимость с тканями человеческого тела оставляет желать лучшего. Ученые в своей статье отмечают, что современные технологии создания искусственных сосудов довольно часто ограничиваются таким негативным фактором, как недостаточная прочность материалов, что чревато разрывами, следовательно, необходимо создавать более толстые сосуды или армировать стенки для дополнительного усиления прочности сосудов.
Есть еще одна проблема, которая также снижает функциональность материалов, которые сейчас используются в медицине для создания искусственных сосудов, – эти материалы могут привести к блокировке нового кровеносного сосуда, особенно в тех случаях, если диаметр сосуда, нуждавшегося в замене, небольшой.
Новый материал делает стенки кровеносных сосудов очень похожими на природные
В своей статье исследователи описывают, как они разрабатывали новый полимер, изготовив его из термопластичного полиуретана. Этот материал обладает значительно улучшенными механическими свойствами, что делает стенки сосудов очень похожими на природные.
Материал для изготовления искусственных сосудов создают методом прядения полимера в электрическом поле, что позволяет формировать весьма тонкие нити, которые затем наматываются на бобины. Полимерная ткань, изготовленная таким методом, слегка пористая, и эта структура позволяет небольшому количеству крови впитаться внутрь ткани, тем самым обогащая стенки факторами роста, что способствует более активной миграции родных клеток.
Первые испытания этих инновационных искусственных кровеносных сосудов уже были проведены на крысах. Как отмечают ученые, после шести месяцев, прошедших с момента вживления искусственных сосудов, никаких признаков выпячивания стенки сосуда (аневризмы), блокировки (тромбоза) или воспаления у животных не появилось.
Автор исследования Хельга Бергмайстер (Helga Bergmeister), доцент кафедры биомедицинских исследований в Медицинском университете Вены (Medical University of Vienna), говорит, что эксперимент показал, как эндогенные клетки постепенно колонизировали сосудистые протезы и заменили искусственные конструкции естественными тканями человеческого тела.
Исследователи были удивлены, когда обнаружили, что новые природные ткани формировались значительно быстрее, чем этого ожидали ученые, начиная свой эксперимент. Как полагают ученые, это значат, что искусственные сосуды могут разрушаться значительно быстрее, сразу же после восстановления природных тканей сосудов.
В настоящее время команда исследователей рассматривает варианты дальнейшего улучшения характеристик нового биоразлагаемого синтетического материал.
Ученые отмечают, что хотя необходимо провести более глубокие доклинические испытания, но они оптимистичны в своих прогнозах и считают, что новый синтетический материал для создания искусственных сосудов для людей будет готов в течение нескольких ближайших лет.
Не так давно в научных изданиях был опубликован отчет о другом лабораторном исследовании, во время которого ученым удалось успешно использовать стволовые клетки, которые были получены из амниотической жидкости человека. Чтобы стимулировать рост кровеносных сосудов, мышам вводили гидрогель. Новые кровеносные сосуды, которые формировались в результе применения гидрогеля, содержащего стволовые клетки, оказались устойчивыми и полностью функциональными.
По материалам Medical News Today
Источник
Тромб — это сгусток крови, образующийся в кровеносном сосуде или полости сердца. Как ни странно, способность организма формировать тромбы является важным способом борьбы с повреждениями: если возникают «утечки» крови из-за повреждений стенок сосуда, организм начинает активно вырабатывать специальные вещества — тромбоциты и фибрин, — которые помогают тромбу сформироваться и «заткнуть» отверстие в сосуде.
Однако тромбы могут образовываться и без подобного благородного повода, вследствие многочисленных заболеваний. Одной из наиболее частых причин этого является атеросклероз — хроническое заболевание артерий из-за нарушения обмена белков и жиров.
Тромбы могут формироваться и в результате хирургического вмешательства. Очень часто при проведении операций, связанных с лечением сердечно-сосудистых заболеваний, врачи вынуждены заменять поврежденные сосуды пациента на искусственные, предназначенные для восстановления тока крови на поврежденном участке. Несмотря на кажущуюся эффективность такого способа лечения, он имеет серьезный недостаток: искусственные сосуды гораздо сильнее «настоящих» склонны к образованию тромбов. Именно поэтому пациенты вынуждены всю жизнь принимать препятствующие этому лекарственные препараты, а иногда этого недостаточно и требуется дополнительное хирургическое вмешательство.
Пытаясь найти решение этой проблемы, ученые разработали искусственные сосуды, так называемые имплантаты последнего поколения, в которые уже «встроена» способность выделять в кровь лекарственные препараты для предотвращения образования тромбов.
Однако срок их службы ограничен, так как через определенное время лекарство просто-напросто заканчивается.
Группа российских ученых под руководством Юлии Чапуриной и Владимира Виноградова из Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) создала уникальные искусственные сосуды, которые способны разжижать тромбы сразу же после того, как они предпримут попытку образоваться в сосуде. Принцип действия изобретения заключается в следующем: на внутреннюю поверхность имплантата нанесена пленка из оксида алюминия и молекул фермента, который не позволяет тромбам формироваться. Ознакомиться со статьей исследовательской группы можно в The Journal of Medicinal Chemistry.
«Чтобы протестировать работу нашего имплантата, мы искусственно вырастили в нем тромб, создав его на основе плазмы крови и тромбина, — говорит Юлия Чапурина. — Результаты эксперимента показали, что через некоторое время тромб начинает разжижаться по краям и вытекать из трубки имплантата.
В действительности наше покрытие будет разрушать тромбы уже на стадии зарождения, постоянно обеспечивая беспрепятственное прохождение крови в сосуде».
Один из ведущих авторов статьи Владимир Виноградов подробнее рассказал отделу науки об изобретении исследовательской группы.
— Владимир, давайте вначале немного поговорим о тех имплантатах последнего поколения, что применяются сейчас. Скажите, пожалуйста, что происходит после того, как в искусственном сосуде заканчивается запас лекарства?
— Принято считать, что за то время, пока есть лекарственное соединение, имплантат может полностью обрасти человеческой тканью и стать «своим». Тем не менее это происходит далеко не всегда. Согласно статистике, в 30% случаев происходит повторное воспаление и тромбоз с иногда очень печальными последствиями. Чтобы этого избежать, принимаются антикоагулянты (вещества, препятствующие свертыванию крови. — «Газета.Ru»), но перспектива становиться зависимым от них на всю оставшуюся жизнь вряд ли кого-то обрадует.
Несмотря на очевидные недостатки, на Западе такого рода имплантаты считаются наиболее совершенными, но у нас в стране даже такого рода «инновации» практически не используются, так как это слишком дорого.
— В таком случае как именно действуют созданные вами искусственные сосуды? Обладают ли они неограниченным сроком службы?
— Отличие нашего покрытия заключается в его универсальности. С одной стороны, тромболитический фермент (вещество, растворяющее тромб. — «Газета.Ru»), который мы использовали, полностью заключен в пленку и не высвобождается. С другой стороны, он остается активным и доступным для других молекулярных объектов, находящихся в крови. Получается, что наша система основана на задержании лекарственного препарата внутри защитной оболочки, что делает срок службы сосуда практически неограниченным.
— Когда же станет возможным применять ваше изобретение на практике при проведении хирургических операций?
— Такого рода исследования зачастую тянутся несколько десятилетий до момента коммерциализации. Не скрою, что мы уже обсуждаем продолжение проекта с инвесторами, поскольку клинические эксперименты — это чрезвычайно затратное мероприятие. После выхода работы к нам часто стали обращаться и зарубежные партнеры, но пока все находится на стадии обсуждений.
— А можно ли применить вашу разработку для, скажем так, «модификации» сосудов человеческого организма?
— Тромбы, как правило, возникают не на пустом месте. Наиболее распространенной причиной тромбоза «реальных» сосудов является атеросклероз, и именно с ним и надо бороться. От него лекарство, к сожалению, пока не придумали, лишь хирургические вмешательства. В качестве цели на среднесрочную перспективу мы ставим перед собой и борьбу с таким распространенным заболеванием, но говорить об этом пока рано.
— В таком случае, может быть, изобретение станет возможным использовать для совершенствования других имплантатов?
— Конечно. Наш подход носит концептуальный характер, его
можно применять не только для создания искусственных кровеносных сосудов, но и для имплантатов любого типа, необходимо просто подобрать правильный препарат.
К примеру, после установки искусственных мочеточников в них могут начать расти кристаллы урeазы, и врачи не знают, что с ними делать. Здесь можно применить специальную выстилку препаратами, рассасывающими урeазу. Подход можно также использовать при операциях на почках, печени, но это планы на будущее.
Источник
https://ria.ru/20200805/1575365822.html
Уникальную разработку для лечения тромбозов предложили в России
Уникальную разработку для лечения тромбозов предложили в России
Новую технологию создания искусственных сосудов, которая сделает лечение острых тромбозов намного доступнее, разработали ученые Томского политехнического… РИА Новости, 05.08.2020
2020-08-05T03:00
2020-08-05T03:00
2020-08-05T11:04
наука
университетская наука
навигатор абитуриента
здоровье
томский политехнический университет
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn22.img.ria.ru/images/07e4/08/04/1575365381_0:156:3000:1844_1920x0_80_0_0_43e1b2d04eef210d59526926a71d7f2c.jpg
МОСКВА, 5 авг — РИА Новости. Новую технологию создания искусственных сосудов, которая сделает лечение острых тромбозов намного доступнее, разработали ученые Томского политехнического университета (ТПУ). По словам исследователей, предложенный ими метод эффективнее и качественнее аналогов, и при этом почти в два раза дешевле. Результаты опубликованы в журнале Applied Surface Science.Искусственные сосуды (графты) востребованы сегодня при лечении острых тромбозов. В случае, если восстановить функционал сосуда медикаментозно или хирургически уже невозможно, пораженный участок удаляется и заменяется искусственным, изготовленным из поликапролактона или другого биосовместимого материала.“Главное достоинство наших графтов в том, что их внешний слой хорошо смачивается водой, благодаря чему они легко приживаются в организме, тогда как внутренний слой напротив не смачивается, что обеспечивает оптимальный ток крови”, – рассказал научный сотрудник лаборатории “Плазменные гибридные системы” ТПУ Евгений Больбасов.Ученые ТПУ впервые предложили использовать для создания искусственных сосудов метод обработки поликапролактона в плазме магнетронного разряда. По словам авторов, это одновременно обеспечивает две ключевые характеристики графтов: качественную интеграцию материала с тканями пациента и высокую герметичность.Для улучшения приживаемости имплантируемых графтов сегодня используется крайне сложная обработка и дорогостоящие препараты. Однако, по словам ученых, в результате механические и функциональные характеристики таких сосудов все равно оставляют желать лучшего. Разработка ТПУ, как отметили авторы, лишена этих недостатков.В дальнейшем исследовательский коллектив совместно со специалистами Томского НИИ кардиологии намерен перейти к тестированию медико-биологических свойств разработанных графтов на живых тканях.
https://ria.ru/20190522/1553664513.html
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2020
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdn24.img.ria.ru/images/07e4/08/04/1575365381_167:0:2834:2000_1920x0_80_0_0_f7139fcad01b1eabdf990d175680721a.jpg
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
internet-group@rian.ru
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
университетская наука, навигатор абитуриента, здоровье, томский политехнический университет
03:00 05.08.2020 (обновлено: 11:04 05.08.2020)
МОСКВА, 5 авг — РИА Новости. Новую технологию создания искусственных сосудов, которая сделает лечение острых тромбозов намного доступнее, разработали ученые Томского политехнического университета (ТПУ). По словам исследователей, предложенный ими метод эффективнее и качественнее аналогов, и при этом почти в два раза дешевле. Результаты опубликованы в журнале Applied Surface Science.
Искусственные сосуды (графты) востребованы сегодня при лечении острых тромбозов. В случае, если восстановить функционал сосуда медикаментозно или хирургически уже невозможно, пораженный участок удаляется и заменяется искусственным, изготовленным из поликапролактона или другого биосовместимого материала.
“Главное достоинство наших графтов в том, что их внешний слой хорошо смачивается водой, благодаря чему они легко приживаются в организме, тогда как внутренний слой напротив не смачивается, что обеспечивает оптимальный ток крови”, – рассказал научный сотрудник лаборатории “Плазменные гибридные системы” ТПУ Евгений Больбасов.
Ученые ТПУ впервые предложили использовать для создания искусственных сосудов метод обработки поликапролактона в плазме магнетронного разряда. По словам авторов, это одновременно обеспечивает две ключевые характеристики графтов: качественную интеграцию материала с тканями пациента и высокую герметичность.
“Уникальность новой отечественной технологии, в том, что она намного проще и на 90% дешевле существующих методов производства искусственных сосудов”, – отметил руководитель лаборатории “Плазменные гибридные системы” ТПУ Сергей Твердохлебов.
Для улучшения приживаемости имплантируемых графтов сегодня используется крайне сложная обработка и дорогостоящие препараты. Однако, по словам ученых, в результате механические и функциональные характеристики таких сосудов все равно оставляют желать лучшего. Разработка ТПУ, как отметили авторы, лишена этих недостатков.
В дальнейшем исследовательский коллектив совместно со специалистами Томского НИИ кардиологии намерен перейти к тестированию медико-биологических свойств разработанных графтов на живых тканях.
Источник