Преклинические испытания биодеградируемых сосудистых протезов малого диаметра

Ученые НИИ КПССЗ приступили к завершающему этапу преклинических испытаний инновационного изделия — тканеинженерного биодеградируемого сосудистого протеза малого диаметра, аналогов которому нет в российской практике.

Исследования проводятся в рамках Комплексной научно-технической программы «Чистый уголь — зеленый Кузбасс».

Способы восстановления кровоснабжения органов и тканей при сердечно-сосудистых заболеваниях – это создание обходного пути для кровотока или прямая замена сосуда на искусственный. Оба варианта подразумевают использование сосудистых протезов. Однако эффективных сосудистых протезов для замены артерий и вен диаметром менее 4 мм до сих пор не существует.   

Эту проблему ученые НИИ КПССЗ решают уже более десяти лет. За время реализации проекта пройден путь от разработки технологии создания сосудистого протеза до полномасштабного тестирования его на лабораторных крысах и овцах.

— Мы разрабатываем медицинские изделия, обладающие высокой биосовместимостью и способностью к адаптивному росту: со временем собственные клетки пациента полностью заменят протез, и через пять лет после имплантации на месте рассосавшегося протеза вырастет новый здоровый сосуд. Нами используется целый ряд тканеинженерных подходов для придания протезам функциональной активности, что позволяет не только стимулировать образование на месте протеза новой здоровой сосудистой ткани, но и защитить протез от тромбоза и инфицирования. На сегодняшний день в ходу финальный этап преклинических испытаний, который проводится на приматах. Эта животная модель по своей физиологии максимально приближена к человеку. Для проведения экспериментов выбраны одни из крупных видов – взрослые приматы рода павиан. В ходе преклинических испытаний на павианах будет определен оптимальный вид сосудистого протеза, обладающего хорошими хирургическими свойствами, тромборезистентностью, долгосрочной проходимостью и устойчивостью к аневризмообразованию. Эксперимент стал возможен благодаря коллаборации с Курчатовским комплексом медицинской приматологии НИЦ «Курчатовский институт» (г. Сочи) — уникальным центром, в котором для научных целей содержится более 6500 животных. Наша команда вшила протезы в бедренные артерии пяти павианов, по сути, проведя микрохирургические операции.  Очень помогло, что в Курчатовском комплексе медицинской приматологии операционная оснащена по последнему слову техники, что и позволяет выполнять подобные операции. Ультразвуковое исследование спустя три месяца после имплантации сосудистых протезов в бедренные артерии павианов показало проходимость протезов с сохранением артериального кровотока в 80% случаев. В данном учреждении работают высококлассные специалисты и ветеринарные врачи. Мы постоянно держим связь с ними и всегда имеем полную информацию о состоянии наших хвостатых пациентов, — рассказала Лариса Антонова, заведующая лабораторией клеточных технологий НИИ КПССЗ, доктор медицинских наук. 

В бедренные артерии приматов имплантированы сосудистые протезы диаметром от 3,0 мм до 3,5 мм. Новая технология изготовления протезов обеспечивает не только возможность адаптивного роста и полноценного ремоделирования протезов, но и защиту от возникновения аневризм в стенках протезов — с этой проблемой столкнулись кузбасские ученые на предыдущем этапе преклинических испытаний, проведенном на модели овцы.

Команда исследователей включила в себя разработчиков тканеинженерных сосудистых протезов — сотрудников лаборатории клеточных технологий: доктора медицинских наук, заведующую лабораторией Антонову Ларису Валерьевну; кандидата биологических наук, научного сотрудника Сенокосову Евгению Андреевну и младшего научного сотрудника Ханову Марьям Юрисовну.   Важно то, что вместе с учеными в преклинических испытаниях участвуют практикующие врачи, которые работают в клинике НИИ КПССЗ и Кузбасского кардиологического диспансера им. академика Л.С. Барбараша, и отчетливо понимают, какими свойствами должен обладать оптимальный сосудистый протез и какие риски нужно минимизировать, чтобы в будущем протез можно было использовать у пациентов с болезнями системы кровообращения:  Андрей Владимирович Миронов — нейрохирург, заведующий нейрохирургическим отделением Кузбасского клинического кардиологического диспансера, младший научный сотрудник лаборатории клеточных технологий НИИ КПССЗ; Головин Артем Александрович — сердечно-сосудистый хирург кардиохирургического отделения №1 НИИ КПССЗ; Татьяна Юрьевна Сергеева —  кандидат медицинских наук, врач ультразвуковой диагностики НИИ КПССЗ, Егор Сергеевич Сардин — анестезиолог-реаниматолог, научный сотрудник лаборатории анестезиологии-реаниматологии и патофизиологических состояний НИИ КПССЗ.  

Ультразвуковое исследование спустя три месяца после имплантации сосудистых протезов в бедренные артерии павианов показало проходимость протезов с сохранением артериального кровотока в 80% случаев. Для понимания того, насколько медицинское изделие эффективно и безопасно, потребуется 12 месяцев наблюдения за прооперированными животными. Ожидается, что именно за этот период времени произойдет полноценное ремоделирование имплантированных сосудистых протезов. Кузбасские исследователи продолжают работу над созданием функционально активного биодеградируемого протеза сосуда малого диаметра, способного к адаптивному росту и обладающего минимальными рисками развития тромбоза, воспаления и образования аневризм.  После успешных испытаний инновационное тканеинженерное изделие будет направлено на государственную регистрацию в Росздравнадзор. 

Для справки: Коллектив НИИ КПССЗ имеет огромный опыт в сфере разработок тканеинженерных сосудистых протезов для нужд сердечно-сосудистой хирургии. С 2011 года под руководством академика РАН Л.С. Барбараша начаты исследования по созданию биодеградируемых сосудистых протезов малого диаметра. За последние пять лет сотрудниками института по данной тематике получено три гранта Российского научного фонда, поддержан интеграционный проект под эгидой Сибирского отделения РАН, имеется шесть патентов, опубликовано более 80 статей в высокорейтинговых журналах.