Кузбасские ученые придумали, как сделать биопротезы клапанов сердца прочнее
Над решением проблемы уже несколько лет работают в Научно-исследовательском институте комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний в Кемерове. Улучшение свойств отечественных моделей биопротезов клапанов сердца - цель первого в своем роде грантового проекта Российского научного фонда.
- Механические протезы клапанов сердца - это конструкции из металла и углерода. При всей их прочности и надежности искусственные материалы вызывают агрессивную реакцию организма - у пациентов образуются тромбы. Поэтому для профилактики они вынуждены всю жизнь принимать антикоагулянты - препараты, снижающие свертываемость крови. Из-за чего повышается риск кровотечений, а значит, любая травма может привести к катастрофе, особенно у пожилых людей, - рассказывает научный сотрудник лаборатории новых биоматериалов отдела экспериментальной медицины НИИ комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний, кандидат биологических наук Александр Костюнин. - Биопротезы таких проблем не вызывают, их изготавливают из тканей животного происхождения (бычьего перикарда), прошедших специальную обработку. По характеристикам такие клапаны очень близки к человеческим, они не оказывают негативного воздействия. Однако проблема в том, что эти протезы недолговечны. Даже самые современные модели служат не больше 10-15 лет, поскольку биоматериал под воздействием ферментов крови теряет свою целостность и эластичность, створки клапана постепенно разрушаются. В итоге пациенту требуется новый протез.
При повторных вмешательствах отслужившие свое медицинские изделия извлекают и отправляют в научную лабораторию. Там их изучает команда в составе медиков, химиков, биологов и инженеров. Ученые тщательно исследуют все аспекты функционирования биопротезов, чтобы сделать их совершеннее, а в перспективе разработать новые модели.
- Мы заметили, что в створках клапанов накапливаются ферменты из циркулирующей крови. Задумались над тем, как это можно предотвратить. И пришли к выводу, что очень важно защитить биоматериал от пропитки вредными для него веществами, попутно снизив его иммуногенность (способность вызывать иммунное отторжение, которое и может провоцировать разрушение клапана), - продолжает Александр Костюнин. - Речь идет о совершенно новой технологии - дополнительной обработке клапана определенным способом с применением поливинилового спирта. Использование этой технологии в клинической практике позволит создавать защитную пленку на створках клапана, продлевая срок его службы.
Проект включает в себя проведение комплексных научных исследований на стыке биологии, химии и физики. Их цель - модифицировать биоматериал, сделать его непроницаемым для различных веществ из крови и иммунных клеток.
Сейчас ученые занимаются подбором концентрации вещества, используемого для дополнительной обработки ткани. Затем проведут испытания in vitro (в пробирке), а потом начнут доклинические испытания на животных.
Важно, что подход к исследованиям мультидисциплинарный. Это позволяет рассматривать проблему гораздо шире и под максимально разными углами зрения.