【Небольшие сведения о полимерах и материалах】–025 Медицинские «искусственные кровеносные сосуды»: небольшие сведения о полимерных материалах + ljtjbx

Синтетические артерии из полиэстера были первым материалом, использовавшимся для создания артерий. Благодаря высокому уровню пропускной способности они долгое время успешно применялись для замены крупных сосудов. Однако они не могут полностью соответствовать требованиям к производству синтетических артерий мелкого диаметра. Позднее разработанные шелковые искусственные сосуды из-за недостаточной стабильности спиральной складки легко сминались, имели плохую формоустойчивость и низкую прочность, что ограничило их клиническое применение. Наиболее широко используемым внутри страны и за рубежом материалом для изготовления искусственных сосудов является расширенный политетрафторэтилен. Он обладает хорошей биосовместимостью и антикоагулянтными свойствами, однако имеет низкую эластичность. Уровень проходимости таких трансплантатов составляет всего 30%. Эти недостатки особенно заметны у искусственных сосудов из ePTFE диаметром менее 6 мм; в таких случаях уровень проходимости крайне низкий. Основным недостатком всех трех из них является крайне низкая способность к адаптации; они совершенно не обладают гибкостью и эластичностью, характерными для артерий человеческого тела. Этот недостаток особенно заметен при соединении с артериями малого диаметра, и именно поэтому в месте соединения так легко образуются тромбы. Разработка кровеносных сосудов малого диаметра является актуальной темой на международном уровне в течение последних десяти лет, однако до сих пор не появилось ни одного серийного продукта. Причина в том, что требования к биосовместимости и противосвертывающим свойствам кровеносных сосудов малого диаметра значительно выше, чем у обычных кровеносных сосудов большого диаметра. В настоящее время во всем мире ежегодно почти 1 миллион пациентов с болезнями сердца нуждаются в операции по протезированию артерий. Для этих целей до сих пор используются кровеносные сосуды, взятые у самого пациента. Однако количество таких сосудов у человека ограничено, к тому же процедура их извлечения сопряжена с большими травмами. Сейчас срочно необходимо найти способ производства искусственных кровеносных сосудов малого диаметра, соответствующих требованиям для протезирования. Перспективы рынка в этой области будут весьма обнадеживающими. В последние годы материалы на основе полиуретана (PU) привлекают большое внимание. По сравнению с ePTFE этот материал обладает лучшей биосовместимостью. Считается, что искусственные кровеносные сосуды, изготовленные из полиуретана, могут решить вышеупомянутые проблемы, поэтому это является направлением исследований многих ученых за рубежом. В нашей стране также существует немало исследований, посвященных искусственным кровеносным сосудам малого диаметра типа PU. Структура микрофазового разделения в полиуретановых материалах обеспечивает им лучшую биосовместимость по сравнению с другими полимерными материалами (включая совместимость с кровью и тканями). Эта структура очень похожа на внутреннюю поверхность сосудов в живых организмах: в макроскопическом масштабе это очень гладкая поверхность, но в микроскопическом масштабе речь идет о двухслойном липидном жидком слое, в котором находятся различные гликопротеины и гликолипиды. Такая структура с макроуровневой гладкостью и микроуровневым многофазным разделением обеспечивает стенкам кровеносных сосудов выдающиеся антикоагулянтные свойства. Кроме того, PU обладает отличной устойчивостью к усталости, износостойкостью, высокой эластичностью и прочностью, поэтому его широко используют в области биомедицинских материалов для изготовления искусственных сердец, искусственной печени, катетеров для инвазивной диагностики, а также полимерных систем для контролируемого высвобождения лекарств и т. д. Использование ПУ в биологических системах имеет многолетнюю историю, тогда как исследования применения ПУ в искусственных кровеносных сосудах ведутся всего 10 лет. Гупта смешал PU с полиэстером, создав искусственную артерию диаметром 4–6 мм, проницаемость которой крайне близка к проницаемости обычной сонной артерии человека. Испытания на собаках показали, что спустя 6 месяцев после имплантации такая артерия сохраняла хорошую проницаемость, а на её поверхности формировался тонкий слой стабильной новой внутренней оболочки. Йешке разработал сосуды из PU диаметром 1,5 мм и длиной 10 мм; в ходе экспериментов на животных было установлено, что сосуды из PU, полученные путем карбонизации, обладают лучшими характеристиками по сравнению с сосудами из ePTFE. Хотя история использования ПУ в человеческом организме насчитывает уже 30 лет, существующие на сегодняшний день материалы на основе ПУ все еще не соответствуют высоким стандартам, требуемым для клинического применения искусственных сосудов. При длительном использовании может наблюдаться старение и разрушение PU в организме, а также кальцификация; материал может появлять трещины или полностью разрушаться. Многие исследователи изучали механизмы разложения PU и считают, что основным механизмом его разложения является окислительное разрушение, вызванное иммунными клетками, такими как макрофаги и гигантские клетки-фагоциты. На основе предварительных экспериментов на животных мы обнаружили, что при имплантации тонкостенных синтетических артериальных протезов из PU в шейную артерию собак, после двух месяцев проведения гистопатологического исследования было выявлено значительное количество рассеянных воспалительных клеток в стенке протеза, что ещё раз подтвердило вышеизложенный вывод. Следовательно, воспалительная реакция является основным фактором, способствующим разрушению материала. Поэтому повышение тканевой совместимости материала означает снижение или полное исключение возникновения у организма воспалительной реакции при использовании этого материала. Однако при модификации материала с целью повышения его тканевой совместимости это часто негативно сказывается на его механических свойствах, а также на совместимости с кровью.

Ученые используют технологию 3D-печати. Недавно немецкие ученые с помощью этой технологии смогли создать искусственную кровеносную сосуд. Результаты этих исследований, как ожидается, могут быть использованы в клинических испытаниях на людях и при тестировании лекарств. Благодаря многолетним неустанным исследованиям ученые из немецкого Института Фраунхофер теперь смогли решить эту сложную проблему. Они использовали полимерные материалы в сочетании с биомолекулами, способными эффективно противостоять реакции отторжения, чтобы создать особый «чернила для печати». Материал, полученный в результате печати, после химической реакции превращается в эластичный твердый материал, что позволяет ученым с помощью структуры человеческих кровеносных сосудов создавать из него 3D-искусственные кровеносные сосуды. На самом деле точность технологии 3D-печати поразительна. Для создания искусственных сосудов с максимальным уровнем сходства с натуральными ученые также использовали технологию двухфотонной полимеризации: лазерный свет способствует взаимодействию молекул материала, из которого изготавливаются искусственные сосуды. После этого сформированные сосуды имплантируются во внутреннюю стенку клеток. Благодаря стремительному развитию биомедицинских технологий ученые уже смогли создать такие небольшие человеческие органы, как искусственные кишечники и искусственные трахеи. Однако производство крупных искусственных органов часто сталкивается с трудностями. Основная причина заключается в отсутствии соответствующих технологий для создания капилляров, что делает невозможным поставку необходимых питательных веществ в крупные искусственные органы. В результате они не могут нормально функционировать и существовать. Сообщается, что эти исследовательские результаты внесут значительный вклад в производство крупных человеческих органов. Хотя мечта о трансплантации искусственных органов пока ещё далека, стремительное развитие технологий создания человеческих органов может обеспечить медицинским исследованиям более эффективные и гуманные методы экспериментов. Например, при разработке новых лекарств вместо животных можно использовать искусственные органы для проведения экспериментов.

К искусственным сосудам предъявляются следующие требования: стабильность физических и химических свойств； Степень пористости подходящая ； Имеет определенную прочность и гибкость ； При проведении операции по созданию мостовидного соединения хороша качество швов, и этот эффект отличный. . . . . . . . . . . . .

Дорого? Помогает ли это при тромбах?

Эта технология уже существует. Но чтобы это стало возможным для обычных людей, придётся, видимо, ждать ещё долго — может быть, несколько лет! Научный прогресс неудержим

Очень впечатляюще, но на практике ему ещё предстоит пройти проверку временем

Неудивительно, что есть такие старики. . . :заткнись:

Уровень медицинского обслуживания действительно очень важен! Как и в случае с тем знаменитым баскетболистом, который чудом выжил, я действительно восхищаюсь уровнем медицинской помощи. Если бы это попало к нам, наверное, уже было бы выслано уведомление

Узнаю новое, пока жив — учусь