Ученые представили систему многоканального электроспиннинга — метода получения полимерных волокон, — предназначенную для создания искусственных кровеносных сосудов из отечественных полимерных материалов. Волокна будут имитировать внутреннюю организацию кровеносного сосуда и его поведение в организме пациента точнее зарубежных аналогов, а стоить дешевле. Работа выполнена специалистами подведомственного Минобрнауки России Томского политехнического университета (ТПУ).
Ученые представили систему многоканального электроспиннинга — метода получения полимерных волокон, — предназначенную для создания искусственных кровеносных сосудов из отечественных полимерных материалов. Волокна будут имитировать внутреннюю организацию кровеносного сосуда и его поведение в организме пациента точнее зарубежных аналогов, а стоить дешевле. Работа выполнена специалистами подведомственного Минобрнауки России Томского политехнического университета (ТПУ).
Многоканальный электроспиннинг — это метод разработки пористых полимерных композиционных материалов из ультратонких волокон, которые используются для изготовления искусственных сосудов взамен поврежденным. В отличии от «классического электроспиннинга», где используют только один тип полимерных материалов, что ограничивает возможности исследователей по имитации структуры искусственного сосуда, новый подход позволяет работать с несколькими видами полимеров.
«Разработанная нами технология простая, легко масштабируемая, позволяет изготавливать искусственные сосуды диаметром от 1 до 40 мм. Это дает возможность создавать с ее помощью не только крупные магистральные артерии, но и маленькие вены. При этом изделия не уступают по своим качественным характеристикам сосудам американского и французского производства, которые сегодня считаются золотым стандартом. Кроме того, с помощью нашей установки можно изготавливать не только сосуды, но и другие имплантаты, имеющие форму условной трубки: искусственные желчные протоки, мочеточники, гортань, трахею», — подчеркивает руководитель проекта, научный сотрудник Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Евгений Больбасов.
По словам авторов, особенность установки заключается в том, что в режиме реального времени можно управлять свойствами создаваемого композита — то есть, управлять внутренней структурой и свойствами самого имплантата.
«Материалом для будущих имплантатов могут являться как биостабильные полимеры, например, фторопласты, так и биорезорбируемые полиэфиры, такие как полимолочная кислота или поликапролактон. При этом установка позволяет формировать из таких полимеров сложный композит, уникальный как по химическому составу, так и по пространственной организации», — рассказывает инженер Научно-образовательного центра Б. П. Вейнберга ТПУ Ульяна Чернова.
Как отмечают исследователи, спектр полимерных материалов, пригодных для создания сосудов, невелик, однако разработанный ими метод дает возможность при ограниченном наборе материалов изготовить любой композит.
«Устройство позволяет на одном сборочном коллекторе реализовывать полный производственный цикл. Система имеет три независимых канала и 12 степеней свободы — независимых координат перемещения и вращения изделия, которыми можно управлять независимо по каждому из каналов. Что, в свою очередь, позволяет создавать имплантаты под индивидуальные требования», — отмечает инженер Научно-образовательного центра Б. П. Вейнберга ТПУ Егор Адамов.
«Сегодня мы готовы к тиражированию разработанной нами системы и поставкам этого, безусловно, необходимого оборудования не только в медицинские центры, но и в любые другие научно-производственные организации России, использующие метод электроспиннига в решении своих технологических задач», — говорит Евгений Больбасов.
Исследование проведено в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030», которая является одной из мер государственной поддержки университетов нацпроекта «Наука и университеты». Его результаты опубликованы в одном из международных изданий.