Нови биосинтетични съдове за кардиологични операции



01/12/2004

Нови, изкуствено създадени кръвоносни съдове (tissue engineered vessels – TEVs) от гладкомускулни и ендотелни клетки, култивирани във фибрин, са достатъчно устойчиви да поддържат кръвотока в животински модели, което ги прави обещаващи за приложение в кардиохирургията. Откритието на Daniel Swartz и сътр. от State University of New York, САЩ бе публикувано през октомври в American Journal of Physiology: Heart and Circulatory Physiology. (1, 2)

Тъй като фибринът има характерни механични свойства (здравина и еластичност) и способността да индуцира синтез на колаген и еластин, авторите са го използвали като матрица, върху която са култивирали фетални гладкомускулни и ендотелни клетки, изолирани от vena umbilicalis на агнета.

Фибрин-базираните изкуствени съдове (fibrin-based TEVs) могат да се имплантират две седмици след престояването им в специална среда. Според изследователския екип, за този срок те придобиват механичните и физиологични характеристики на съдовете в тялото.

„Само две седмици след култивирането им, TEVs показват необходимата за имплантиране здравина и еластичност. Нещо повече, 15 седмици след имплантирането им, TEVs показват забележителна промяна със значимо повишаване на тяхната механична здравина и реактивност“, коментират авторите.

Необходимостта от създаването на здрави и същевременно еластични съдове, които да отговарят на физиологичните промени на организма, е обект на редица проучвания.

Заместването на съдове с по-голям диаметър (6 мм и повече) е успешно до момента, като се използват синтетични материи, например полигликолова киселина (PGA) или биологични продукти като колаген. Изкуствените съдове на базата на колаген, с диаметър около 7 мм, не са достатъчно устойчиви и изискават допълнително подсилване с дакронова мрежа.

До момента опитите с конструиране на малки съдове са неуспешни поради бързото развитие на тромби и плаки.

Swartz и сътр. за първи път използват фибринов гел като основа за растеж на гладкомускулните и ендотелните клетки. Новосъздадените съдове с диаметър 4 мм показват много добра реактивност както спрямо вазоконстриктори, така и спрямо активни вещества с вазодилатиращи свойства. В процеса на генезата на TEVs е добавен протеазният инхибитор aprotinin, като мехничните и функционалните характеристики на конструираните съдове показват зависимост от дозата на медикамента.

Авторите използват като модели 12-седмични агнета, като изкуствените съдове се имплантират в областта на vena jugularis externa с идеално съчленяване на краниалния и каудалния край на югуларната вена, без да бъдат наблюдавани промени в кръвотока.

На петата седмица след интервенцията, ангиографското изследване визуализира новите съдове, като не се установяват аневризмални изменения. На 15-та седмица Doppler-диагностиката показва, че няма разлика в кръвотока между оперирана и неоперираната вена.

Според авторите е възможно допълнително увеличаване на механичната стабилност на съдовете чрез въвеждане на ДНК рекомбинантни технологии в създаването на матрицата. Като клетъчен материал може да се използват и стволови клетки от пациента, вместо съдови гладкомускулни и ендотелни клетки. (ОИ)

Използвани източници:

1. Swartz D., Russel J., Andreadis S. Fibrin-based functional and implantable small diameter blood vessels. American Journal of Physiology October 2004; doi: 10.1152/ajpheart.00479.2004 http://www.ajpheart.physiology.org

2. http://www.biomed.brown.edu