Ученые из Китая и Швейцарии создали новое имплантируемое медицинское устройство, которое имитирует основную функцию кровеносных сосудов, но обладает дополнительными возможностями. Гибкие и биоразлагаемые электронные кровеносные сосуды могут использоваться для облегчения кровотока, но также могут быть настроены для выполнения доставки лекарств, заживления ран и задействованы в генной терапии.
Биоинженерные исследования кровеносных сосудов и разработки в этой сфере могут помочь в лечении людей с почечной недостаточностью или замене закупоренных сосудов у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями.
Электронные кровеносные сосуды состоят из цилиндрического стержня, на который надевается металл-полимерная проводящая мембрана. Эти устройства достаточно гибкие и содержат схемы, которые можно координировать с другими электронными устройствами для выполнения различных задач. Команда провела эксперименты с кроликами.
В одном эксперименте ученые показали, как электрическая стимуляция кровеносного сосуда в модели заживления ран может ускорить зарастание ткани и миграцию эндотелиальных клеток, из которых состоит внутренняя поверхность настоящих кровеносных сосудов. Технология может быть использована для создания новой ткани.
В другом лабораторном эксперименте команда подключила электронный кровеносный сосуд к устройству, которое создает электрическое поле, чтобы сделать клетки более проницаемыми. Это позволило команде вживить ДНК зеленого флуоресцентного белка в три разных типа клеток кровеносных сосудов.
Исследователи также использовали электронный кровеносный сосуд для замены главной артерии у кроликов, которая снабжает кровью мозг. За устройством наблюдали в течение трех месяцев, и ученые сообщили, что он позволял обеспечить достаточный кровоток. Анализ внутренних органов кроликов после удаления имплантатов не выявил признаков воспаления.
Учитывая первые успешные результаты, команда надеется развить концепцию с помощью дальнейших исследований на кроликах, чтобы установить, безопасно ли устройство в долгосрочном применении.
«В будущем необходимо провести оптимизацию технологии для ее интеграции с минимизированными устройствами, такими как батареи и встроенные системы управления. В будущем все функциональные части будут полностью соответствовать для имплантации человеку и даже полностью разлагаться в организме», — заключили авторы.
Исследование было опубликовано в журнале Matter.