Разработка Пермского политеха восстановит сердечно-сосудистые ткани
Для расширения кровеносных сосудов и поддержания достаточного потока крови в организме человека врачи используют коронарные стенты, изготовленные из металлических сплавов и биополимеров. Наиболее частая проблема при эксплуатации такого медицинского устройства — его перелом с последующим повреждением артерий. Чтобы управлять свойствами изделий и уметь задавать их структуру, ученые Пермского Политеха разработали двухуровневую математическую модель поддерживающего «каркаса» и на макроскопическом уровне (на уровне зерен стали, из которой он изготовлен) выявили наиболее опасные виды деформирования при раскрытии стента с баллонным расширением внутри сосуда. Полученная технология предотвратит разрушение в процессе установки в орган и поможет устройствам оставаться долговечными при дальнейшем функционировании, решая тем самым важнейший вопрос биомеханики.
Результаты работы опубликованы в высокорейтинговом журнале Materials. Установка стента — специального каркаса, который помещается в просвет полых органов человека или животного, — обеспечивает расширение участка, суженного патологическим процессом. Зачастую стенты при раскрытии внутри сосуда деформируются и могут быть повреждены вплоть до полного разрушения. Чтобы устранить основные направления перелома части конструкции, политехники построили двухуровневую матмодель биосовместимого устройства из нержавеющей стали и изучили влияние размера зерен, из которых оно состоит, на характер деформирования.
«Моделирование было выполнено с помощью программы, в которой заложены физические механизмы и процессы деформирования на макро- и мезоуровне. Рассматривая фрагмент стента из стали, мы установили, что он состоит из примерно 350 зерен, а ориентация их кристаллических решеток в пространстве задается по случайному равномерному закону распределения», — поделился младший научный сотрудник лаборатории многоуровневого моделирования конструкционных и функциональных материалов ПНИПУ Роман Герасимов.
«Исследование показало, что, нижняя часть «каркаса» для сосудов раскрывается значительнее, нежели середина, а верхняя часть не раскрывается. Оказалось, что одним из критически важных факторов для развития процессов разрушения стента является средний размер зерен в поликристалле и может варьироваться от 10 до 30 микрометров», — сообщил проректор по приоритетным проектам ПНИПУ, доцент факультета прикладной математики и механики Павел Волегов.
Полученные на макро- и мезоскопическом уровне данные позволят биотехнологам управлять свойствами изделий, задавать их структуру, предотвращая тем самым разрушения в процессе установки в сосуд человека.
По словам ученых, биомедицина переходит к решениям, направленным на потребности конкретных пациентов. Технология значительно улучшит восстановление сердечно-сосудистых тканей и рекомендуется пациентам с ишемической болезнью сердца, стенокардией, атеросклерозом сосудов, пред- и постинфарктным состоянием, а также риском возникновения сердечной недостаточности.
Исследование ученых ведется в рамках программы по Постановлению Правительства и при поддержке РФФИ и Пермского края. Разработка выполнена в рамках Программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030».
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Биологи нашли особый тип стволовых клеток, которые просыпаются в среднем возрасте и активно производят новый жир на животе. Открытие сделали благодаря масштабным экспериментам на мышах и анализу человеческих тканей. Результат объяснил природу возрастного ожирения и дал новую цель для будущих лекарств.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Астрономы провели длительную радиодиагностику межзвездного объекта 3I/ATLAS и не нашли признаков искусственных технологий. Наблюдение окончательно подтвердило естественную природу ледяного тела, хотя ученые изначально не ожидали сенсации.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно