Innowacyjne przeszczepy naczyniowe wydrukowane w 3D opracowane na Uniwersytecie w Edynburgu pokazują potencjał zrewolucjonizowania operacji bajpasów serca, łącząc siłę, elastyczność i zmniejszone ryzyko powikłań w nowatorskim zastosowaniu medycznym. Źródło: dr Norbert Radasci, Szkoła Inżynierii Uniwersytetu w Edynburgu.
Wydrukowane w 3D naczynia krwionośne, które bardzo przypominają właściwości ludzkich żył, mogą zrewolucjonizować leczenie chorób sercowo-naczyniowych.
Eksperci twierdzą, że nowo opracowane mocne, elastyczne, przypominające żel rurki, stworzone przy użyciu innowacyjnej technologii druku 3D, mogą potencjalnie poprawić wyniki pacjentów z bajpasami serca, zastępując ludzkie i syntetyczne żyły stosowane obecnie w chirurgii w celu zmiany trasy przepływu krwi.
Opracowanie syntetycznych naczyń mogłoby pomóc w ograniczeniu ryzyka blizn, bólu i infekcji związanych z usuwaniem ludzkich żył podczas operacji bajpasów, z których każdego roku w Anglii przeprowadza się około 20 000 takich operacji. Produkty mogą również pomóc złagodzić awarie małych syntetycznych przeszczepów, które mogą być trudne do zintegrowania z ciałem.
W dwuetapowym procesie zespół naukowców pod kierownictwem Wydziału Inżynierii Uniwersytetu w Edynburgu wykorzystał obrotowe wrzeciono zintegrowane z drukarką 3D do wydrukowania przeszczepów rurowych wykonanych z żelu na bazie wody.
Następnie wzmocnili wydrukowany przeszczep w procesie znanym jako elektroprzędzenie, w którym wykorzystuje się wysokie napięcie do wyciągania bardzo cienkich nanowłókien, pokrywających sztuczne naczynie krwionośne biodegradowalnymi cząsteczkami poliestru. Testy wykazały, że powstałe produkty są tak mocne, jak naturalne naczynia krwionośne.
Wszechstronność i przyszłe kierunki badań
Zespół twierdzi, że przeszczep 3D może być wykonany w grubościach od 1 do 40 mm i przeznaczony do różnych zastosowań, a jego elastyczność oznacza, że można go łatwo zintegrować z ludzkim ciałem. Kolejnym etapem badań będzie zbadanie zastosowania naczyń krwionośnych u zwierząt we współpracy z Instytutem Roslin na Uniwersytecie w Edynburgu, a następnie przeprowadzenie prób na ludziach.
Badania, opublikowane w Advanced Materials Technologies, przeprowadzono we współpracy z Uniwersytetem Heriot-Watt.
Dr Faraz Fazal, z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu w Edynburgu i główny autor, powiedział: „Nasza technika hybrydowa otwiera nowe i ekscytujące możliwości wytwarzania konstrukcji rurowych w inżynierii tkankowej”.
Dr Norbert Radacsi z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu w Edynburgu i główny badacz powiedział: „Wyniki naszych badań stanowią odpowiedź na długotrwałe wyzwanie w dziedzinie inżynierii tkanki naczyniowej – wyprodukowanie przewodu o podobnych właściwościach biomechanicznych ludzkich żył.
„Dzięki ciągłemu wsparciu i współpracy wizja ulepszonych możliwości leczenia pacjentów z choroba sercowo-naczyniowa może stać się rzeczywistością.”
Odniesienie: „Wytwarzanie zgodnego przeszczepu naczyniowego przy użyciu druku ekstruzyjnego i techniki elektroprzędzenia” autorstwa Faraza Fazala, Ferry’ego PW Melchelsa, Andrew McCormacka, Andrei F. Silvy, Elli-Louise Handley, Nurula Aina Mazlana, Anthony’ego Callanana, Vasileiosa Koutsosa i Norberta Radacsi, 25 lipca 2024 r., Zaawansowane technologie materiałowe.
DOI: 10.1002/admt.202400224
