Китайские ученые разработали метод создания искусственных сосудистых имплантов, 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 импланты. Но в этой области пока остается много проблем, например, плохая эндотелизация (обрастание импланта клетками), а также сложность равномерного распределения клеток по внутренней поверхности узкого сосудистого импланта.

Группа ученых под руководством Сюэминя Ду (Xuemin Du) из Шеньженьского института передовых технологий Китайской академии наук разработала новый способ создания сосудистых имплантов, позволяющих равномерно нанести на их внутреннюю поверхность клетки ткани, а также обеспечивающих высокую эндотелизацию. Разработанный исследователями имплант 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.

Схема создания импланта
Схема создания импланта

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 импланта, а затем придать ему конечную форму.

Самопроизвольное складывание импланта в реальном времени
Самопроизвольное складывание импланта в реальном времени

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