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 Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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