Университет ИТМО
Искусственные кровеносные сосуды, которые способны растворять тромбы, созданы российскими учеными. Они рассказали отделу науки «Газеты.Ru» о том, как именно работают сосуды, что делать, когда в них заканчиваются лекарства, а также для чего еще возможно применить это изобретение.
Тромб — это сгусток крови, образующийся в кровеносном сосуде или полости сердца. Как ни странно, способность организма формировать тромбы является важным способом борьбы с повреждениями: если возникают «утечки» крови из-за повреждений стенок сосуда, организм начинает активно вырабатывать специальные вещества — тромбоциты и фибрин, — которые помогают тромбу сформироваться и «заткнуть» отверстие в сосуде.
Однако тромбы могут образовываться и без подобного благородного повода, вследствие многочисленных заболеваний. Одной из наиболее частых причин этого является атеросклероз — хроническое заболевание артерий из-за нарушения обмена белков и жиров.
Тромбы могут формироваться и в результате хирургического вмешательства. Очень часто при проведении операций, связанных с лечением сердечно-сосудистых заболеваний, врачи вынуждены заменять поврежденные сосуды пациента на искусственные, предназначенные для восстановления тока крови на поврежденном участке. Несмотря на кажущуюся эффективность такого способа лечения, он имеет серьезный недостаток: искусственные сосуды гораздо сильнее «настоящих» склонны к образованию тромбов. Именно поэтому пациенты вынуждены всю жизнь принимать препятствующие этому лекарственные препараты, а иногда этого недостаточно и требуется дополнительное хирургическое вмешательство.
Пытаясь найти решение этой проблемы, ученые разработали искусственные сосуды, так называемые имплантаты последнего поколения, в которые уже «встроена» способность выделять в кровь лекарственные препараты для предотвращения образования тромбов.
Однако срок их службы ограничен, так как через определенное время лекарство просто-напросто заканчивается.
Группа российских ученых под руководством Юлии Чапуриной и Владимира Виноградова из Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики (ИТМО) создала уникальные искусственные сосуды, которые способны разжижать тромбы сразу же после того, как они предпримут попытку образоваться в сосуде. Принцип действия изобретения заключается в следующем: на внутреннюю поверхность имплантата нанесена пленка из оксида алюминия и молекул фермента, который н
е позволяет тромбам формироваться. Ознакомиться со статьей исследовательской группы можно в The Journal of Medicinal Chemistry.
«Чтобы протестировать работу нашего имплантата, мы искусственно вырастили в нем тромб, создав его на основе плазмы крови и тромбина, — говорит Юлия Чапурина. — Результаты эксперимента показали, что через некоторое время тромб начинает разжижаться по краям и вытекать из трубки имплантата.
В действительности наше покрытие будет разрушать тромбы уже на стадии зарождения, постоянно обеспечивая беспрепятственное прохождение крови в сосуде».
Один из ведущих авторов статьи Владимир Виноградов подробнее рассказал отделу науки об изобретении исследовательской группы.
— Владимир, давайте вначале немного поговорим о тех имплантатах последнего поколения, что применяются сейчас. Скажите, пожалуйста, что происходит после того, как в искусственном сосуде заканчивается запас лекарства?
— Принято считать, что за то время, пока есть лекарственное соединение, имплантат может полностью обрасти человеческой тканью и стать «своим». Тем не менее это происходит далеко не всегда. Согласно статистике, в 30% случаев происходит повторное воспаление и тромбоз с иногда очень печальными последствиями. Чтобы этого избежать, принимаются антикоагулянты (вещества, препятствующие свертыванию крови. — «Газета.Ru»), но перспектива становиться зависимым от них на всю оставшуюся жизнь вряд ли кого-то обрадует.
Несмотря на очевидные недостатки, на Западе такого рода имплантаты считаются наиболее совершенными, но у нас в стране даже такого рода «инновации» практически не используются, так как это слишком дорого.
— В таком случае как именно действуют созданные вами искусственные сосуды? Обладают ли они неограниченным сроком служб
ы?
— Отличие нашего покрытия заключается в его универсальности. С одной стороны, тромболитический фермент (вещество, растворяющее тромб. — «Газета.Ru»), который мы использовали, полностью заключен в пленку и не высвобождается. С другой стороны, он остается активным и доступным для других молекулярных объектов, находящихся в крови. Получается, что наша система основана на задержании лекарственного препарата внутри защитной оболочки, что делает срок службы сосуда практически неограниченным.
— Когда же станет возможным применять ваше изобретение на практике при проведении хирургических операций?
— Такого рода исследования зачастую тянутся несколько десятилетий до момента коммерциализации. Не скрою, что мы уже обсуждаем продолжение проекта с инвесторами, поскольку клинические эксперименты — это чрезвычайно затратное мероприятие. После выхода работы к нам часто стали обращаться и зарубежные партнеры, но пока все находится на стадии обсуждений.
— А можно ли применить вашу разработку для, скажем так, «модификации» сосудов человеческого организма?
— Тромбы, как правило, возникают не на пустом месте. Наиболее распространенной причиной тромбоза «реальных» сосудов является атеросклероз, и именно с ним и надо бороться. От него лекарство, к сожалению, пока не придумали, лишь хирургические вмешательства. В качестве цели на среднесрочную перспективу мы ставим перед собой и борьбу с таким распространенным заболеванием, но говорить об этом пока рано.
— В таком случае, может быть, изобретение станет возможным использовать для совершенствования других имплантатов?
— Конечно. Наш подход носит концептуальный характер, его можно применять не только для создания искусственных кровеносных сосудов, но и для имплантатов любого типа, необходимо просто подобрать правильный препарат.
К примеру, после установки искусственных мочеточников в них могут начать расти кристаллы урeазы, и врачи не знают, что с ними делать. Здесь можно применить специальную выстилку препаратами, рассасывающими урeазу. Подход можно также использовать при операциях на почках, печени, но это планы на будущее.
