Материалы для искусственных сосудов
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
Сосудистый протез – это трубка, сделанная человеком, которая заменяет или создаёт обход настоящего кровеносного сосуда, чаще всего артерии. Успешное развитие сосудистых протезов является выдающимся событием современности. Первый сосудистый протез был разработан в 1960 году. С того времени произошли кардинальные изменения по улучшению качества используемого материала. Современные протезы широко признаны как надёжные и заслуживающие доверия. Операции по замене сосудов стали традиционными, и сотни тысяч людей были успешно вылечены.
Для понимания необходимости замены повреждённого сосуда следует рассмотреть работу сердечно-сосудистой системы. Все части человеческого тела требуют доставки к ним крови. Кровь переносит кислород и питательные вещества к каждой клеточке организма. Кровь распространяется по организму благодаря сосудистой системе, которая состоит из сердца, артерий и вен. Сердце – это высококачественный насос, который работает неустанно на протяжении всей жизни и перекачивает кровь в артерии. Артерии – это трубки, распределяющие кровь по всему телу. Артерии разделяются на ветви, которые становятся всё меньше и меньше до тех пор, пока не превратятся в микроскопические капилляры. В капиллярах кислород и питательные вещества могут легко выходить из крови и поступать к тканям и органам. После того, как кровь проходит через капилляры, она поступает в вены, которые переносят кровь обратно к сердцу в правые отделы. Правые отделы сердца отправляют кровь в лёгкие, где они обогащаются кислородом и поступают в левые отделы сердца, что бы вновь отправиться по всему организму. Этот цикл поддерживает нашу жизнь. В норме наше сердце сокращается более 100 000 раз в день (в среднем 70 ударов в минуту), перекачивая около 7000 литров на суммарном пути в 19 000 километров через всю сосудистую систему.
С возрастом артерии становятся ригидными (неподатливыми), у некоторых людей может развиться атеросклероз – бич современного человечества. Атеросклероз вызывает сужение кровеносных сосудов и, в конце концов может привести к полной их закупорке. Причины развития атеросклероза до конца не выяснены. Известно несколько факторов, способствующих развитию данного заболевания. Вероятна наследственная предрасположенность, гиперхолестеринемия, повышение липопротеидов низкой плотности и понижение липопротеидов высокой плотности, курение, малоактивный образ жизни, высокое артериальное давление, сахарный диабет. Нарушение поступления крови к органам и тканям приводит к нарушению их функции. Повреждённые части не в состоянии работать с той же эффективностью. При этом, если возникает нагрузка, это провоцирует появление симптомов, таких как боль в ногах при ходьбе (симптом перемежающей хромоты). Суженные артерии нижних конечностей не в состоянии обеспечить достаточное количество крои и кислорода во время работы мышц, вследствие этого, в них появляется боль. Похожий процесс развивается в сердце, при поражении артерий, питающих сердечную мышцу. При нарушении поступления крови в головной мозг могут появляться головокружения, кратковременная потеря зрения, Нарушения чувствительности в конечностях, снижение памяти и мнестических функций. Другая проблема в сосудистой системе возникает вследствие истончения стенки сосуда, при этом происходит увеличение сосуда в диаметре и развитие аневризмы. При достижении аневризмой определённого размера, последняя может лопнуть и человек умрёт от потери крови.
Проблема лечения атеросклероза комплексная. Чрезвычайно важным является контроль тех факторов, которые известны как причины развития заболевания. К сожалению, мы мало, что можем сделать с нашей генетической предрасположенностью. Наиболее важным является отказ от курения. Обследование и лечение высокого давления, высокого уровня холестерина, коррекция диабета так же являются очень важным. При соблюдении всех вышеперечисленных мер атеросклероз может остановить своё развитие и стать даже меньше, особенно если Вы не курите. Состояние многих пациентов улучшается при регулярном медикаментозном лечении, направленном на лечения высокого уровня холестерина, высокого давления, улучшение реологических свойств крови, снятие спазма с периферических артерий, стимулирование развитие коллатеральных (окольных) путей кровотока, улучшение питания страдающих тканей и органов. Физические упражнения также полезны, однако не следует работать по принципу: «чем больше, тем лучше». При возникновении боли Вам следует остановить упражнения.
Вышеперечисленные меры – это практически всё, что может потребоваться пациенту для лечения атеросклероза. Однако для некоторой группы больных этих мер недостаточно, и требуются другие формы лечения – хирургические. В случае, если Вам необходимо хирургическое лечение, очень важным этапом исследованием являются ультразвуковое дуплексное сканирование и ангиографическое исследование. Ангиограмма – это рентгенографическое исследование, которое сопровождается введением контрастного раствора (красителя) в сосудистую систему через шприц в области паха или подмышечной области. Ангиограмма даёт карту расположения Ваших артерий и показывает точное раположение сужений и закупорок. Некоторые из сужений могут быть расширены при помощи баллонного катетера, введённого в сосуд через пах или подмышечную область. Баллон располагается напротив сужения и затем раздувается – это так называемая ангиопластика. Часто на месте бывшего сужения внутрь сосуда устанавливают специальный каркас, для предотвращения повторного развития сужения – это стентирование. Другие сосудистые сужения и закупорки, неподдающиеся ангиопластике лечатся при помощи хирургической операции – шунтирования(bypass), т.е. формирование обхода места закупорки.
Сосудистый шунт можно описать как объездную дорогу, построенную вокруг перенаселённого города. При этой методике суженный или заблокированный участок не удаляется, а «обход» присоеденяется в области здорового сосуда выше и ниже участка сужения. Важной особенностью данной методики является хорошее сосудистое русло до и после участка закупорки (что бы дорога до города и после него была хорошей, асфальтированной, а не просёлочной). Выбор материала для шунта зависит от места расположения повреждённого участка сосуда.
Чаще всего искуственный протез сосуда устанавливается при лечении аневризм и закупорок брюшной аорты. При данной локализации протез может безукоризненно работать в течении многих лет.
На фотографии изображён исскуственный бифуркационный протез аорты и подвздошных артерий, установленный по поводу аневризмы аорты 3 типа.
Шунт в области паха и нижних конечностей очень часто изготавливается из собственной вены пациента. Собственная вена – наилучший материал для шунтирования в этой зоне, однако если такого материала нет, приходится так же использовать искуственный протез.
Искуственные сосудистые протезы представляют из себя, разработанные учёнными, заменители настоящих сосудов человеческого организма. Они работают схожим образом с естественными сосудами. Сосудистый протез – это сложный материал, изготовленный в виде трубки различного диаметра и длины. Сосудистый протез имеет большой запас прочности и устойчивости, значительно превосходящий прочность и устойчивость естественных артерий.
Существует некоторая вероятность, что шунт будет работать не вечно? Да существует. На это может оказывать влияние множество факторов. Прежде всего, это дальнейшее прогрессирование атеросклероза. Насколько будет прогрессировать атеросклероз после операции зависит от выполнения пациентом рекомендаций хирурга: отказ от курения!, медикаментозное лечение, санаторно-курортное лечение. Причиной прекращения работы шунта могут быть, постепенно формирующиеся наслоения на внутренних стенках шунта, при значительной его длине. Приём определённых доз «разжижающих» препаратов может помочь продлить работу шунта и функциональное состояние органа или конечности.
Создание искусственных протезов артерий – одно из величайших достижений медицины 20 века. Следующий шаг – создание полноценного венозного протеза. Возможно в будущем научаться выращивать искусственные протезы из стволовых клеток, а пока протезирование искусственными сосудами единственный метод продления полноценной жизни.
Автор Максименко Н.Н.
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
риа наука
университетская наука
навигатор абитуриента
здоровье
томский политехнический университет
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdn24.img.ria.ru/images/07e4/08/04/1575365381_0:156:3000:1844_1400x0_80_0_0_61c2b7a670ddd03d21cd983d47ed1d19.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://cdn23.img.ria.ru/images/07e4/08/04/1575365381_167:0:2834:2000_1400x0_80_0_0_187fbfaf87c8efb25ce6783c8edff65e.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