Для лечения определенных сердечно-сосудистых заболеваний медики сегодня прибегают к вживлению в организм пациента разного рода структур – искусственных кровеносных сосудов или стентов для расширения просвета в коронарных и периферических сосудах. Однако зачастую это приводит к осложнениям – образованию тромбов, сгустков крови, которые мешают кровотоку и могут даже привести к закупорке сосуда. Чтобы этого избежать, пациентам с установленными имплантатами приходится принимать препараты, снижающие свертываемость крови.
Группа ученых под руководством Владимира Виноградова, заведующего международной лабораторией «Растворная химия передовых материалов и технологий» Университета ИТМО, предложила свое решение проблемы и разработала особое покрытие для сосудистых имплантатов. Благодаря его уникальной наноархитектуре в проблемном участке кровеносной системы обеспечивается постоянная концентрация фермента, способного растворять тромбы.
«Тромбоз сосудов является очень большой проблемой: согласно статистике, продолжительность жизни пациентов, которым был установлен сосудистый имплантат, короче средней на пять-десять лет. Всю жизнь им приходится принимать антикоагулянты. Но с применением нашего метода в этом нет необходимости, – рассказывает Владимир Виноградов. – Мы пытаемся продвинуть нестандартный подход. Ни одна лаборатория в мире не пыталась решать эту проблему при помощи материаловедения».
Разработанное покрытие представляет собой пористую матрицу из наностержней оксида алюминия. Это один из оксидов металлов, одобренных для прямого введения в кровь человека, и он практически не растворяется в кровяной среде. Внутри матрицы заключен так называемый урокиназный активатор плазминогена. Иммунитет «не замечает» препарат в порах оксида алюминия и не атакует его: неорганическая структура защищает активный компонент от разрушающего воздействия внешней среды, но в то же время пропускает внутрь профермент плазминоген, присутствующий в плазме крови. Когда плазминоген встречается внутри матрицы с активатором, образуется растворяющий тромбы фермент плазмин.
«Чтобы протестировать работу нашего имплантата, мы искусственно вырастили в нем тромб, создав его на основе плазмы крови и тромбина. Результаты эксперимента показали, что через некоторое время тромб начинает разжижаться по краям и вытекать из трубки имплантата, – рассказывает магистрант лаборатории и первый автор статьи Юлия Чапурина. – В действительности наше покрытие будет разрушать тромбы уже на стадии зарождения, постоянно обеспечивая беспрепятственное прохождение крови в сосуде».
Сосудистые имплантаты последнего поколения основаны на активном выделении лекарственных препаратов в кровоток. Однако по истечении запаса препарата образованию тромба ничто не препятствует. Новая же система, разработанная учеными, основана на удержании лекарственного препарата внутри защитной оболочки, что делает срок службы имплантата практически неограниченным.
«Этот подход носит концептуальный характер, его можно применять не только для создания искусственных кровеносных сосудов, а для имплантатов любого типа, и вводить с их помощью не только тромболитические препараты, – объясняет Владимир Виноградов. – К примеру, после установки искусственных мочеточников в них могут начать расти кристаллы уреазы, и медики не знают, что с ними делать. Здесь можно применить специальную выстилку препаратами, рассасывающими уреазу. Подход можно использовать при операциях на почках, печени, но это пока в планах».
Результаты текущей работы опубликованы российским коллективом авторов в научном журнале Journal of Medicinal Chemistry.
Александр Пушкаш,
Редакция новостного портала Университета ИТМО
