Водещата причина за смърт са сърдечните заболявания, отговорни за почти една трета в света. Такива са особено случаите в USA, където един човек умира на всеки 33 секунди от сърдечно-съдови заболявания според CDC и в UK, където близо една четвърт от смъртните случаи са свързани със сърдечни и кръвоносни заболявания. Но тъй като това е толкова сериозно съображение, как подобряваме възможностите за лечение? Е, изглежда, че Университетът в Единбург може да е намерил решение, поне що се отнася до подобряване на резултатите от байпасните операции. Чрез създаването на 3D отпечатани кръвоносни съдове те се надяват напълно да трансформират лечението на сърдечно-съдови заболявания.
Коронарните артериални байпасни операции лекуват коронарна артериална болест, като създават нов път за кръвта, да тече около блокирана или частично блокирана артерия в сърцето. Те са невероятно често срещани с почти 400 000 хиляди, изпълнявани в Съединените щати годишно и 20 000 в Англия. И въпреки, че техните резултати обикновено са благоприятни, процентът на успех е около 98%, рискът от усложнения остава относително висок – 20%. Това е мястото, където Университетът в Единбург се надява да помогне чрез разработването на 3D отпечатани кръвоносни съдове.
3D отпечатаните кръвоносни съдове (снимки: Dr. Norbert Radasci, School of Engineering, University of Edinburgh)
Създаване на 3D отпечатани кръвоносни съдове
Идеята за този проект е да се направят здрави, гъвкави тръби с помощта на 3D печат. Очаква се те да подобрят резултатите чрез замяна на човешките и синтетичните вени, използвани в момента в хирургията, като спомагат за ограничаване на белезите, болката и риска от инфекции, свързани с отстраняването на човешки вени при байпасни операции. Освен това те биха могли да помогнат за облекчаване на неуспеха на малки синтетични присадки, известни с това, че трудно се интегрират в тялото.
За да постигне това, екипът на Университета в Единбург се обърна към нов двуетапен процес. Първата стъпка беше да се обърнем към “въртящ се шпиндел, интегриран в 3D принтер . Това беше използвано за отпечатване на тръбни присадки чрез екструдиране с гел на водна основа. След това те бяха подсилени с помощта на електрозавъртане, при което високото напрежение извлича тънки нановлакна, които след това покриват изкуствения кръвоносен съд в биоразградими полиестерни молекули.
Диаграма, показваща процеса за създаване на 3D отпечатани кръвоносни съдове (Снимки: Dr. Norbert Radasci, School of Engineering, University of Edinburgh)
Резултатът? 3D отпечатани кръвоносни съдове, които могат да бъдат направени с дебелина от 1 до 40 mm в диаметър и с гъвкавост, която ги прави по-лесни за интегриране в човешкото тяло. Освен това тестовете показаха, че продуктите са здрави като естествените кръвоносни съдове. Следващите стъпки ще бъдат използването на кръвоносните съдове при животни, преди да преминем към изпитвания върху хора.
Dr. Norbert Radacsi, от Инженерния факултет на Единбургския университет и главен изследовател заключи: „Резултатите от нашето изследване са насочени към дългогодишно предизвикателство в областта на инженерството на съдовата тъкан – да се произведе тръбопровод, който има биомеханични свойства, подобни на тези на човешките вени. С постоянна подкрепа и сътрудничество, визията за подобрени възможности за лечение на пациенти със сърдечно-съдови заболявания може да се превърне в реалност.