Новосибирские ученые придумали материал для создания искусственных сосудов

Ученые из Новосибирского Академгородка разработали эффективный метод получения тканеинженерных конструкций, свойства которых максимально приближены к физиологическим. Биопротезы, созданные по такой технологии, смогут заменить сосуды человеку, нуждающемуся в трансплантации.

В хирургии бывают случаи, когда использование сосудов самого пациента невозможно по медицинским показаниям. Синтетические материалы имеют ряд физических недостатков, тканевая инженерия предоставляет возможность решить эту проблему с помощью создания клеточно-наполненного сосудистого трансплантата.

Новосибирские биологи разработали метод получения тканеинженерных конструкций на основе мембран из поликапролактона и хитозана, заселенных эндотелиальными и гладкомышечными клетками кардиальных эксплантов человека. Сочетание выбранных клеток и материалов необходимо, чтобы решить вопросы прочности, долговечности и физиологичности трансплантата, сообщает пресс-служба НГУ, студенты которого участвовали в работе.

«Для разработки тканеинженерных конструкций мы использовали эндотелиальные (выстилающие кровеносные сосуды) и гладкомышечные (создающие сосудистый тонус) клетки отходного послеоперационного материала миокарда человека, — рассказала участник исследования, студентка факультета естественных наук Анна Смирнова, которая работает в лаборатории эпигенетики развития ИЦиГ под руководством кандидата биологических наук Ирины Захаровой. — Технология получения этих клеток была ранее разработана в нашей лаборатории эпигенетики развития ИЦиГ. Заселение сосудистых протезов этими клетками увеличит срок службы трансплантата за счет их способности вырабатывать межклеточный матрикс».

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

Исследователи лаборатории эпигенетики развития ИЦиГ провели эксперименты с использованием разработанной технологии заселения на мышах. В этих экспериментах использовали каркасы из синтетического материала поликарполактона, разработанные коллегами в лаборатории молекулярной медицины Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН.

Эти каркасы предварительно заселялись клетками кардиальных эксплантов человека, полученными из отходного послеоперационного материала миокарда выходного отдела правого желудочка. Аспирант Сибирского федерального биомедицинского исследовательского центра им. Е. Н. Мешалкина, сотрудник Центра сосудистой и гибридной хирургии Саая Шораан проводил операции по имплантации в аорту мышей таких клеточно-заселенных тканеинженерных конструкций на базе центра коллективного пользования «SPF-виварий».

«Было прооперировано 44 мыши, которые подразделялись на две группы: контрольные — с незаселенными заплатами из поликапролактона, и экспериментальные — с заселенными. Я принимала участие в эксперименте, — 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 трансплантации, 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 необходимые 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 малого диаметра.