Они гибкие и биоразлагаемые, а также имитируют строение натуральных сосудов. Разработку уже успешно протестировали на кроликах и планируют в будущем использовать для восстановления пациентов после операций.
Гибкий и биоразлагаемый электронный кровеносный сосуд / © Синью Цзян
Исследователи из Китая и Швейцарии взяли мембрану из металлополимерного проводника, разработанного ими ранее, и свернули ее, поместив в небольшую прозрачную трубку. В итоге им удалось получить гибкий, биоразлагаемый, электронный аналог натурального кровеносного сосуда с похожей структурой. Результаты тестов опубликованы в журнале Matter.
Предварительные опыты на искусственной модели раны показали, что электрическая стимуляция созданных кровеносных сосудов улучшила пролиферацию и миграцию эндотелиальных клеток к месту заживления и может способствовать образованию новой эндотелиальной ткани естественных сосудов. Также ученые заметили, что внедрение устройства вместе с электропорацией успешно доставляет окрашенные белки к кровеносным сосудам в лаборатории.
Затем устройство протестировали на кроликах, заменив их сонные артерии. В течение трех месяцев команда наблюдала, как работают электронные сосуды в кровеносной системе. Оказалось, разработка обеспечивает достаточный приток крови в течение всего срока, а искусственные артерии функционируют так же хорошо, как естественные и без серьезной деформации. После удаления имплантатов ученые проанализировали состояние внутренних органов животных и не нашли никаких признаков воспаления.
Несмотря на то что тесты на кроликах прошли успешно, ученым предстоит проделать еще много работы по модернизации сосудов, прежде чем начнутся испытания на людях: в том числе необходимо провести проверку безопасности устройства на разных животных и оценку его долговечности. Сейчас специалисты собираются оптимизировать разработку для связи с мелкой электроникой, например батареями и встроенными системами управления, чтобы получить возможность имплантировать все части устройства и сделать их полностью разлагаемыми внутри организма.
По мнению авторов исследования, их устройство справится с ограничениями обычных тканеинженерных конструкций, которые плохо способствуют регенерации кровеносных сосудов и, в отличие от естественных тканей, часто вызывают воспаление. «Ни одна из существующих конструкций малого диаметра не отвечает требованиям лечения сердечно-сосудистых заболеваний», — отметил автор работы Синью Цзян, сотрудник Южного университета науки и технологий и Национального центра нанонауки и технологий в Китае.
Команда надеется, что когда-нибудь эта технология будет помогать пациентам быстро восстанавливаться после операций и ее, может быть, объединят с искусственным интеллектом, чтобы собирать данные о скорости кровотока человека, кровяном давлении и уровне глюкозы в крови.
