Учёные из Московского института электронной техники (НИУ МИЭТ) совместно с коллегами из Первого Московского государственного медицинского университета имени И.М. Сеченова (Сеченовского университета) создали специальное покрытие для российского кардиоимплантата «Спутник». Оно позволяет снизить риск образования тромбов при имплантации в организм аппарата вспомогательного кровообращения. Об этом RT сообщили в пресс-службе Минобрнауки РФ. Результаты исследования опубликованы в журнале Membranes.
Аппараты для вспомогательного кровообращения вживляются пациентам с терминальной стадией сердечной недостаточности, чтобы они могли дожить до момента, когда им будет пересажено донорское сердце. Ранее учёные из НИУ МИЭТ и Сеченовского университета создали аппарат такого типа «Спутник», устройство уже имплантировано 50 пациентам. Оно заменяет транспортную функцию левого желудочка сердца у пациентов с тяжёлыми формами сердечной недостаточности.
Однако учёные продолжили дорабатывать устройство. Они сконцентрировались на решении проблемы невысокой гемосовместимости титановых деталей аппарата с кровью. Напомним, гемосовместимостью называют свойство материала не влиять на функции крови. Низкая гемосовместимость применяемых в аппарате материалов может привести к риску повышенного тромбообразования у пациентов.
Для решения этой проблемы учёные разработали специальное покрытие из соединения биополимера коллагена и углеродных наночастиц в виде нанотрубок. Покрытие наносится на поверхность устройства методом спрей-осаждения, а затем обрабатывается лазером.
По словам специалистов, белок коллаген составляет основу соединительной ткани организма и благодаря своим свойствам уже давно применяется как компонент тканеинженерных каркасов для восстановления структуры тканей.
«Известно, что коллаген может обеспечивать антикоагулянтный эффект (препятствует образованию тромбов), однако на данный момент практически нет данных об эффекте антитромбогенности при контакте покрытия из коллагена с потоком крови. Наше исследование доказывает, что коллаген — вполне подходящий кандидат для разработки покрытия, предотвращающего образование тромбов», — рассказал RT руководитель исследования, начальник лаборатории биомедицинских нанотехнологий Института биомедицинских систем МИЭТ Александр Герасименко.
Для исследования свойств нового покрытия авторы работы создали специальное устройство, которое в лабораторных условиях имитирует работу аппарата вспомогательного кровообращения в человеческом организме. Устройство представляет собой чип с микроканалами, который позволяет тестировать материалы на тромбогенность и устойчивость на малых объёмах крови — для проведения опыта достаточно 100 мл.
«Соединение коллагена с каркасной наноструктурой из нанотрубок в нашем покрытии улучшило его механические свойства: покрытие способно выдерживать напряжение сдвига потока крови, аналогичное реальному потоку в аппаратах вспомогательного кровообращения. Чтобы провести испытания, мы воссоздали такое же напряжение сдвига в микрофлюидном устройстве», — пояснила RT один из основных исследователей в команде проекта, магистрантка МИЭТ Кристина Попович.
Напомним, что напряжение сдвига возникает в результате трения, которое оказывает текущая кровь на поверхность стенок сосудов. От этого параметра во многом зависит вероятность образования тромбов.
Тестирование подтвердило, что новое нанокомпозитное покрытие подходит для сердечно-сосудистых имплантатов. Авторы работы намерены провести дополнительные опыты для проверки физико-химических и биологических свойств покрытия при длительном контакте с кровью.
Созданное покрытие и метод его тестирования могут быть востребованы как у разработчиков российских имплантатов, так и у производителей систем очистки крови и подобных аппаратов, отмечают авторы разработки.