Полимер с памятью формы помог создать сосудистые имплантаты

Китайские ученые разработали метод создания искусственных сосудистых имплантатов, обеспечивающих рост естественной ткани на своей внутренней поверхности. Они состоят из двух слоев, один из которых образует каркас для клеток, а второй обладает эффектом памяти формы и остается плоским во время нанесения клеток при комнатной температуре, но самопроизвольно складывается в трубку при нагревании до температуры человеческого тела, рассказывают ученые в журнале Advanced Functional Materials.

Всемирная организация здравоохранения называет сердечно-сосудистые заболевания самой распространенной причиной смерти, от которой ежегодно умирает 17,7 миллионов человек. Поскольку пересадка сосудов от доноров может вызывать реакцию отторжения, а донорских органов и так не хватает на всех пациентов, ученые разрабатывают искусственные сосудистые имплантаты. Но в этой области пока остается много проблем, например, плохая эндотелизация (обрастание имплантата клетками), а также сложность равномерного распределения клеток по внутренней поверхности узкого сосудистого имплантата.

Группа ученых под руководством Сюэминя Ду (Xuemin Du) из Шеньженьского института передовых технологий Китайской академии наук разработала новый способ создания сосудистых имплантатов, позволяющих равномерно нанести на их внутреннюю поверхность клетки ткани, а также обеспечивающих высокую эндотелизацию. Разработанный исследователями имплантат состоит из двух слоев — полимера с памятью формы, а также поддерживающего слоя из полимерных нановолокон и гидрогеля, выполняющего роль внеклеточного матрикса. Изначально конструкцию оборачивают вокруг стеклянной трубки нужного размера и нагревают, за счет чего полимер с памятью формы «запоминает» это положение.

Температура возврата полимера к заданной форме, обусловленная температурой стеклования, подобрана таким образом, что при комнатной температуре ему можно придать стабильную плоскую форму, но при температуре человеческого тела он возвращается в заданную форму. За счет этого исследователи могут равномерно нанести клетки ткани сосудов на внутреннюю поверхность имплантата, а затем придать ему конечную форму.

В качестве модельных клеток для исследования обрастания имплантата исследователи выбрали эндотелиальные клетки вены пуповины человека. Через несколько дней после нанесения клеток ученые исследовали поверхность имплантата и выяснили, что клетки начали распространяться по поверхности, причем практически все из них остались живы после 6 дней наблюдений. Это исследование показало, что поверхность имплантата обеспечивает как достаточное межклеточное взаимодействие, так и их взаимодействие с поверхностью.

В прошлом году американские ученые создали метод обратимой печати объемных структур. Поскольку материалы, использованные учеными, биосовместимы, они предложили наносить на напечатанные структуры клетки, затем растворять эти структуры, и изучать миграцию клеток и их реакцию на изменение окружающей среды.

Григорий Копиев