Электронные кровеносные сосуды для ремонта поврежденной сосудистой системы

Ученые из Китая и Швейцарии разработали электропроводящие искусственные кровеносные сосуды, которые могут служить в качестве имплантатов для замены пораженных местных сосудов. Гибкие и биоразлагаемые конструкции состоят из металл-полимерной проводящей мембраны, и электрический ток может проходить через сосуд, когда он имплантирован в тело. Электрическая стимуляция, по-видимому, способствует пролиферации и миграции эндотелиальных клеток и может улучшить интеграцию имплантированного сосуда с окружающими тканями. Она также может быть использована для доставки в эти ткани генной терапии или лекарств.

Разработка искусственной замены пораженных кровеносных сосудов является активным направлением исследований в области тканевой инженерии. Однако эти конструкции, как правило, пассивны по своей природе и могут спровоцировать воспаление в окружающих тканях, и до сих пор они не смогли адекватно и безопасно заменить местные кровеносные сосуды.

Целью данного исследования было создание искусственного кровеносного сосуда с повышенной функциональностью, в надежде, что это сделает его более подходящим для долгосрочной имплантации в качестве замены кровеносных сосудов. Новые сосуды состоят из цилиндрической мембраны, которая содержит металл и полимер L-лактид с ε-капролактоном. При этом электрический заряд, который проходит сквозь эту конструкцию, может стимулировать миграцию и рост эндотелиальных клеток, что должно помочь сосудам интегрироваться в организм.

Исследователи также проверили сосуды в их способности доставлять генетический материал, так как электрический заряд может помочь сделать клеточные мембраны более проницаемыми, позволяя ДНК и РНК войти в клетки. В сочетании с устройством электропорации*, мембрана помогла успешно доставить генетический материал в три различных типа клеток, найденных в кровеносных сосудах.

До сих пор искусственные кровеносные сосуды тестировались на кроликах, и они успешно заменили сонную артерию. Имплантированные конструкции обеспечивали достаточное кровообращение, не вызывали воспалительной реакции и не показывали признаков сужения в течение трех месяцев.

* Электропорация — создание пор в бислойной липидной мембране под действием электрического поля. Это явление используется в биотехнологии для внедрения макромолекул (обычно ДНК или РНК) в клетки.