Наука и технологии России

Вход Регистрация
27.02.17 | Наука и техника: Живые системы Апраксин Сергей

Российские учёные создали конструкции, способные в перспективе заменить сосуды человека

Учёные Института цитологии и генетики СО РАН с участием студентов Новосибирского государственного университета совместно с Сибирским Федеральным биомедицинским исследовательским центром имени академика Е.Н. Мешалкина и Институтом химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН разработали эффективный метод получения тканеинженерных конструкций, свойства которых максимально приближенными к физиологическим. Биопротезы, созданные на основе такой технологии, будут способны заменить сосуды человеку, нуждающемуся в трансплантации. Разработка биологов позволяет избежать негативных последствий: снижает риск воспаления, тромбоза и других иммунопатологических процессов, приводящих к повторному дефициту кровообращения.

Сосудистая хирургия сталкивается с проблемой получения заменителей сосудов малого диаметра. Использование сосудов от самого пациента часто невозможно по медицинским показаниям, а синтетические материалы имеют ряд физических недостатков. Тканевая инженерия предоставляет возможность решить эту проблему с помощью создания клеточно-наполненного сосудистого трансплантата. Учёные подбирают не только источники клеток, моделирующих естественную структуру сосуда, но и подходящие для их заселения материалы.

Новосибирские биологи разработали метод получения тканеинженерных конструкций на основе мембран из поликапролактона и хитозана, заселенных клетками человека. Сочетание выбранных клеток и материалов необходимо, чтобы решить вопросы прочности, долговечности и физиологичности трансплантата.

"Для разработки тканеинженерных конструкций мы использовали эндотелиальные (выстилающие кровеносные сосуды) и гладкомышечные (создающие сосудистый тонус) клетки отходного послеоперационного материала миокарда человека, — рассказывает участник исследования, студент факультета естественных наук Анна Смирнова. — Технология получения этих клеток была ранее разработана в нашей лаборатории. Заселение сосудистых протезов этими клетками увеличит срок службы трансплантата".

Учёные-разработчики предполагают, что таким образом снизится риск воспаления, тромбоза и иммунопатологических процессов, которые приводят к повторному дефициту кровообращения посредством закупорки просвета сосудов.

"Использование материала, состоящего из смеси хитозана и поликапролактона, для создания тканеинженерных конструкций, также имеет свои преимущества. Хитозан обладает благоприятными биологическими свойствами (отсутствие иммуногенности, биосовместимость, биоразлагаемость и антимикробная активность). Но полученные на его основе материалы не обладают достаточной механической прочностью. Поэтому хитозан смешивают с поликапролактоном, который компенсирует этот недостаток — смесь компонентов приносит больше пользы, чем каждый по отдельности", — говорит Анна Смирнова.

Исследователи провели эксперименты с использованием разработанной технологии заселения in vivo на модели мышей.

"Было прооперировано 44 мыши, которые подразделялись на две группы (контрольные — с незаселенными заплатами из поликапролактона, и экспериментальные — с заселенными), — пояснила Анна Смирнова. — За животными наблюдали в течение 24 недель. Исследования с помощью УЗ и МРТ подтвердили, что после имплантации на протяжении всего срока эксперимента аорта остается проходимой, в биопротезе сохраняется пульсирующий кровоток. Для того, чтобы подтвердить сохранность клеток после трасплантации, в контрольных точках эксперимента (2, 4, 12, 24 недель после операции) проводили гистологический анализ, исследовали снимки с помощью конфокального микроскопа. В незаселенных клетками протезах не формируется специализированного эндотелиального и гладкомышечного слоя, что может впоследствии привести к стенозу и закупорке сосудов. Клеточно-заселенные тканеинженерные протезы формируют необходиимые функциональные слои клеток и хорошо интегрируются в окружающие ткани".

Таким образом, ученые показали, что клеточно-заселенные тканеинженерные конструкции имеют преимущество перед незаселенными, что особенно важно для разработки заменителей сосудов.

РЕЙТИНГ

5.00
голосов: 3

Обсуждение