Ученые нашли новый способ вырастить искусственные артерии почти с нуля и делают их намного более сильными, чем ранее разработанные искусственные суда. Подход, описанный в сегодняшней Науке, может очень помочь в коронарном шунтировании.
Для замены забитых коронарных артерий хирурги могут часто использовать кровеносные сосуды от собственной ноги или груди пациента. Но иногда это невозможно – например, когда пациент уже подвергся одной такой операции и не имеет подходящих кровеносных сосудов в запасе.
Попытки вырастить кровеносные сосуды с нуля имели смешанный успех. В прошлом январе канадские исследователи сообщили о растущей гладкой мускулатуре и клетках фибробласта как листы, затем обернув их в последовательные слои вокруг пипетки и выровняв их с эндотелиальными клетками. Но, когда сшито в животных, получающиеся артерии пропустили кровь и многих включенных с комками в течение недели.Бригада во главе с инженером-биомедиком Робертом Лангером от Массачусетского технологического института в Кембридже, Массачусетс, вырастила свои кровеносные сосуды на трубах полигликолевой кислоты при условиях, разработанных для имитации тем, с которыми сталкивается недавно сформированная артерия в органе.
Во-первых, они рассматривали кислотный полимер с гидроксидом натрия, для создания водолюбивых гидроксильных групп, позволяющих большему количеству клеток быть свойственным. Затем они брызнули клетки гладкой мускулатуры от коров на леса ламповой формы и вставили гибкий кусок кремния в интерьер. Шланг трубки был зацеплен до насоса, пульсировавшего 165 раз в минуту для имитации пульсирующему давлению на развивающуюся эмбриональную артерию.
После 8 недель исследователи покрыли внутреннюю часть судов с эндотелиальными клетками. «Мне самой новой вещью [об этом исследовании] является идея использовать биореактор, бьющийся как сердце», говорит Лангер.Пульсирование сделало ткань более сильной, потому что это увеличило производство клеток коллагена, жесткий протеин, найденный в соединительной ткани.
Пульсировавшие кровеносные сосуды имели стены, которые были вдвое более массивными, чем непульсировал суда; они могли противостоять швам без разрыва. Когда исследователи взяли клетки от крошечных артериальных биопсий миниатюрных свиней, вырастили суда и использовали их для замены артерии в ногах тех же животных, спроектированные артерии продлились больше чем 3 недели без засорения, тогда как артерии, выращенные, не пульсируя, засорились.
Результаты «действительно изумляют», говорит сердечно-сосудистый хирург Тимоти Гарднер из Медицинской школы Университета Пенсильвании, который является председателем совета по хирургии американской Сердечной Ассоциации. «Если это удается», добавляет он, «это будет основное развитие в сердечно-сосудистой хирургии».