Ученые из Университета ИТМО в Санкт-Петербурге разработали искусственные сосуды, которые не подвержены образованию тромбов. Добиться этого удалось при помощи лекарственного покрытия нового поколения, нанесенного на внутреннюю поверхность сосуда. Работа была опубликована полностью российским коллективом авторов в научном журнале Journal of Medicinal Chemistry.

Операции, связанные с сердечно-сосудистыми заболеваниями, такими как ишемия, зачастую не обходятся без установки сосудистых имплантатов — искусственных сосудов, предназначенных для восстановления течения крови в проблемном участке кровеносной системы. Серьезным недостатком сосудистых имплантатов является их склонность к закупориванию в связи с образованием тромбов, что приводит к обязательному пожизненному приему антикоагулянтов среди пациентов, а также в ряде случаев требует дополнительного хирургического вмешательства.

В работе группа ученых под руководством Владимира Виноградова, заведующего лабораторией Растворной химии передовых материалов и технологий Университета ИТМО, предложила решение проблемы. Исследователи создали тончайшую пленку из плотно упакованных наностержней оксида алюминия и молекул тромболитического фермента, которая при нанесении на внутреннюю поверхность сосудистого имплантата создает в его пристеночной области постоянную концентрацию фермента плазмина, способного растворять зарождающиеся тромбы.

Особенность пленки заключается в том, что ее структура представляет собой пористую матрицу, внутри которой надежно заключен тромболитический фермент, известный как урокиназный активатор плазминогена. Алюмооксидная матрица позволяет уберечь фермент от разрушающего воздействия внешней среды в организме, но при этом не отнимает у него способности взаимодействовать с некоторыми внешними факторами через систему пор. В частности, матрица пропускает в себя профермент плазминоген, естественным образом присутствующий в плазме крови. Когда плазминоген встречается внутри матрицы с активатором плазминогена, образуется активный тромборастворяющий фермент плазмин.

Юлия Чапурина, магистрант лаборатории и первый автор статьи, провела несколько экспериментов in vitro, которые подтвердили высокую эффективность разработки:

«Чтобы протестировать работу нашего имплантата, мы искусственно вырастили в нем тромб, создав его на основе плазмы крови и тромбина. 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».

Сосудистые имплантаты последнего поколения основаны на активном выделении лекарственных препаратов в кровоток. Срок службы таких имплантатов часто определяется лишь запасом препарата, что, в сущности, означает, что они лишь отсрочивают образование тромбов. Система, разработанная учеными, основана на задержании лекарственного препарата внутри защитной оболочки, что делает срок службы имплантата практически неограниченным.

«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», — резюмирует Владимир Виноградов.

Пресс-служба Университета ИТМО