(Medical Xpress) – С разработкой в Питтсбургском университете бесклеточного биоразлагаемого артериального трансплантата происходит потенциально трансформирующее изменение в операциях по шунтированию коронарной артерии: в течение 90 дней после операции у пациента будет регенерированная артерия без следов синтетического трансплантат остался в теле.
Исследование, опубликованное 24 июня в журнале Nature Medicine, посвящено работе под руководством главного исследователя Ядонга Ванга, профессора Школы инженерии Свонсона и хирургического отделения Медицинской школы Питта, который разработал трансплантаты, которые полностью задействуют регенеративную способность организма. Этот новый подход представляет собой философский отход от преобладающих клеточно-ориентированных подходов в тканевой инженерии кровеносных сосудов.
"Хозяин, в данном случае артерия, является отличным источником клеток и обеспечивает очень эффективную среду для роста," сказал Ван. "Это то, что вдохновило нас полностью отказаться от культивирования клеток и создать эти бесклеточные синтетические трансплантаты."
Ван и его коллеги-исследователи, Вэй Ву, бывший научный сотрудник Питта (ныне научный сотрудник Йельского университета), и Роберт Аллен, аспирант в области биоинженерии, разработали трансплантат с учетом трех свойств. Во-первых, они выбрали материал для трансплантата – эластичный полимер PGS, который быстро рассасывается организмом. Затем они исследовали пористость трансплантата и выбрали параметры, которые позволяют немедленную инфильтрацию клеток. Команда Вана позаимствовала процедуру, разработанную другой командой исследователей Питта – Дэвидом Ворпом, профессором биоинженерии и хирургии, и Уильямом Р. Вагнер, временный директор Института регенеративной медицины Макгоуэна при университете и профессор хирургии, биоинженерии и химической инженерии Питта, оборачивает сосудистый трансплантат фиброзной оболочкой, чтобы удерживать клетки. Наконец, Ван и его коллеги-исследователи хотели получить покрытие для трансплантатов, которое уменьшало бы свертываемость крови и связывало многие факторы роста, поэтому они использовали гепарин, молекулу, которая делает именно это.
"Результатом стали пористые трансплантаты, которые можно сшивать," сказал Ван. "А быстрое ремоделирование трансплантатов привело к появлению прочных и эластичных новых артерий. Степень изменений трансплантатов, произошедших всего за 90 дней, была поразительной."
Ван и его коллеги сделали трансплантаты размером до 1 мм в диаметре и наблюдали за трансформацией трансплантата in vivo в течение трех месяцев. Поскольку трансплантат был очень пористым, клетки могли легко проникать через стенку трансплантата, а мононуклеарные клетки занимали многие поры в течение трех дней. В течение 14 дней появились клетки гладкой мускулатуры – важного строителя кровеносных сосудов. На 28 день клетки распределились более равномерно по трансплантату. Через 90 дней большинство воспалительных клеток исчезли, что коррелировало с исчезновением материалов трансплантата. Артерия была регенерирована на месте и пульсировала синхронно с хозяином. Кроме того, состав и свойства новых артерий почти такие же, как и у нативных артерий.
"Этот отчет является первым, в котором показано почти полное преобразование синтетической пластиковой трубки в новую артерию хозяина с отличной интеграцией в течение трех месяцев," сказал Ван. "Скорее всего, время, необходимое для регенерации артерии, можно будет еще больше сократить, если мы доработаем систему."
Современные подходы к тканевым артериям требуют длительного производственного цикла из-за требуемых этапов культивирования клеток. Недавно разработанный трансплантат изготавливается в течение нескольких дней, хранится в сухом пакете при температуре окружающей среды и легко доступен на полке. Простота использования и хранения аналогична обычным трансплантатам Dacron®.