Ученые разработали технологию 3D-печати сердечных коронарных стентов

Сужение или полное перекрытие просвета сосуда тромбом или атеросклеротической бляшкой может привести к ишемическому инсульту. Для восстановления кровотока применяется стентирование сосудов.

Стентирование — это процедура, при которой в суженные места артерий устанавливают стент. Стент представляет собой полую гибкую сетчатую конструкцию, которая помогает расширить просвет сосуда и восстановить нормальный кровоток. Обычно такие импланты изготавливают из металлов. Однако у них есть некоторые ограничения, поэтому в настоящее время исследователи активно изучают возможность применения стентов из полимерных материалов.

Проектирование коронарных стентов

В лаборатории биожидкостей ПНИПУ разрабатывают технологию проектирования, расчета и изготовления персонализированных коронарных стентов из поли-L-молочной кислоты — биодеградируемого полимера. Этот полимер может разлагаться до нетоксичных продуктов, которые естественным образом выводятся из организма.

Технология включает в себя исследование механических свойств образцов и стентов из биоразлагаемого полимера, 3D-печать различных конфигураций протеза и математическое моделирование их поведения в сосуде человека. Это позволяет подобрать рациональную конструкцию для каждого конкретного клинического случая.

— Одно из направлений использования биоразлагаемых стентов — сердечно-сосудистая хирургия детей с пороками сердца, когда существует необходимость в краткосрочном или среднесрочном стентировании без последующего хирургического извлечения. Кроме того, применение металлических стентов имеет ряд ограничений, которые можно преодолеть с помощью использования биодеградируемых конструкций, — объяснил доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией биожидкостей ПНИПУ Алексей Кучумов.

Процесс создания таких стентов требует тщательного анализа и тестирования различных параметров, чтобы определить оптимальное сочетание разработанных конфигураций и использованных материалов. Как показала практика, использование 3D-печати позволяет значительно ускорить производственный процесс и добиться высокой точности при изготовлении протезов. Это особенно важно для индивидуальных пациентов, чьи анатомические особенности могут требовать нестандартных решений.

Технологии проектирования сердечных стентов и перспективы открытия

— Подбор режимов печати — очень важный этап при изготовлении сетчатых конструкций из полимеров, который существенно влияет на механические свойства стентов. В частности, на радиальную жесткость протеза — одного из важнейших для выбора рациональной конструкции параметра. Для исследования радиальной жесткости стентов из поли-ла-молочной кислоты, изготовленных методом трехмерной печати, мы провели серию механических испытаний на 4-точечный изгиб, — рассказала магистрант кафедры «Вычислительная математика, механика и биомеханика» Дарья Спорышева.

По словам ученых ПНИПУ, отечественная технология проектирования, моделирования и 3D печати персонализированных коронарных стентов из биоразлагаемых полимеров позволит подбирать и изготавливать более рациональные конструкции для разных клинических случаев.

Биодеградируемые стенты предотвращают повторное сужение сосудов и не оставляют инородных материалов, которые могут вызвать хроническое воспаление или тромбоз. Благодаря высокой совместимости с тканями организма, они способствуют скорейшему восстановлению поврежденных участков сосудов.

Кроме того, исследователи уделяют внимание вопросам безопасности и эффективности стентов. Клинические испытания позволяют выявить риски и устранить их на этапе разработки. Эти исследования подтверждают перспективность применения биодеградируемых стентов в медицине, особенно при временной поддержке сосудов.

Развитие технологий изготовления коронарных стентов из поли-L-молочной кислоты открывает новые горизонты в лечении сердечно-сосудистых заболеваний, улучшает качество жизни пациентов и позволяет выбирать наиболее рациональные решения для каждого клинического случая.