Ученые Томского политехнического университета в составе международного исследовательского коллектива разрабатывают гибридные покрытия для коронарных стентов для лечения атеросклероза и предотвращения рестеноза (повторное сужение просвета артерии – ред.). Проект поддержан грантом РФФИ.
Образцы коронарных стентов
Атеросклероз — системное заболевание, связанное с образованием атеросклеротических бляшек в сосудах человека. Общая смертность от заболевания достигает 55%. При этом за последние десятилетия большие успехи в лечении ишемической болезни сердца были достигнуты благодаря процедуре стентирования. Это эффективный и минимально инвазивный метод терапии, позволяющий восстановить проходимость коронарных артерий. Однако, несмотря на использование самых передовых коронарных стентов, в области их установки сохраняется высокий процент возникновения рестеноза. Он обусловлен продолжающимся ростом коронарной бляшки, сохраняющей свою структуру после процедуры баллонирования коронарной артерии и установки первичного стента. Повторные рестенозы коронарных артерий могут стать причиной инфаркта миокарда и спровоцировать летальный исход.
В Томском политехе на протяжении нескольких лет работают над усовершенствованием и развитием коронарных стентов. Ранее был создан прототип коронарного стента нового поколения с покрытием, содержащим наночастицы, разрушающие атеросклеротические бляшки. Исследования ведутся сотрудниками Инженерной школы ядерных технологий, Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий при участии НИИ кардиологии Томского НИМЦ.
Образец коронарного стента
«Наш совместный проект был поддержан грантом РФФИ по итогам конкурса на лучшие проекты фундаментальных научных исследований. Грант рассчитан на три года — до 2023 года. Сейчас ведется активная работа над исследованием, которая включает не только ученых ТПУ и сотрудников НИИ кардиологии, но и наших коллег из Рижского технического университета (Латвия), Института молекулярной биологии им. академика Р. Цанева Болгарской академии наук, немецкого Общества содействия прикладным исследованиям имени Фраунгофера, дрезденского Института керамических технологий и систем им. Фраунгофера. И это абсолютно правильно — исследования в области биомедицинских технологий невозможны без активного участия коллег из медицинских и научно-медицинских учреждений. Более того, создание междисциплинарных и международных коллабораций, сообща решающих вопросы, связанные с улучшением качества человеческой жизни, напрямую перекликается со стратегической ставкой Томского политеха «Инженерия здоровья» в рамках программы «Приоритет 2030». В результате нам удалось эффективно объединить компетенции в области плазменных методов, наночастиц и их модифицирования, композиционных материалов, биологических исследований», — говорит руководитель проекта, доцент Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга ТПУ Сергей Твердохлебов.
Исследование направлено на разработку сосудистых стентов, содержащих двуслойное (гибридное) покрытие. Оно состоит из биосовместимого покрытия на основе оксинитридов титана (TiOxNy), способного выступать в качестве биологически активной поверхности стента, высвобождающей оксид азота, и нанокомпозитного покрытия на основе биоразлагаемого полимера с наночастицами, эффективными против роста атеросклеротических бляшек.
Сосудистый стент с композитным антиатеросклеротическим покрытием
«В течение 2021 года мы провели множество экспериментальных и теоретических исследований, включающих определение параметров и режимов работы установки реактивного магнетронного напыления, разработку методики определения параметров плазмы. Был выбран биоразлагаемый полимер на основе полимолочной кислоты, он выступает в качестве основы покрытий стента. Также были выбраны способ и режимы нанесения покрытия на образцы. Используя установку реактивного магнетронного напыления, мы наносим на поверхности образцов стентов из хирургической стали оксиднитридные покрытия, а поверх них — нанокомпозитный полимер, содержащий функционализированные углеродсодержащие наночастицы оксида железа, разработанные в ТПУ, или модифицированные наноалмазы, предложенные для исследования нашими партнерами из Германии», — поясняет ученый.
Затем стенты с нанесенными покрытиями in vitro проверялись на концентрацию высвобождения холестерин-подобных соединений в физиологический раствор. Также оценивалось токсикологическое воздействие гибридных покрытий, содержащих наночастицы, на биологические ткани лабораторных животных на морфофункциональном уровне.
«Получив и проанализировав все данные, мы сделали выбор нескольких перспективных вариантов покрытий, обладающих требуемыми физико-химическими свойствами. Далее мы будем работать над оптимизацией этих покрытий и режимов их формирования, разрабатывать гибридное. В результате мы предполагаем, что предложенное гибридное покрытие стента обеспечит предотвращение роста атеросклеротических бляшек в сосудах человека и улучшит эндотелизацию стента, тем самым сведя к минимуму риски повторных рестенозов в коронарных артериях», — подытоживает Сергей Твердохлебов.
Источник информации и фото: пресс-служба Томского политехнического университета
