Аневризмы сосудов головного мозга вполне заслуженно называют «тихими убийцами» из-за их склонности незаметно образовываться и расти, угрожая жизни человека спонтанным разрывом. Несмотря на существование довольно продвинутых методов лечения таких состояний, каждый индивидуальный случай требует тщательного изучения и подготовки из-за вероятности труднодоступной локализации выпячивания стенки сосуда. Для отработки существующих и развития новых методов лечения американские учёные впервые создали «живую аневризму» из человеческих клеток.
Исследователи и прежде практиковали создание искусственных аневризм из воска, силикона и других материалов с целью тестирования различных методик лечения. Однако учёным из Ливерморской национальной лаборатории впервые удалось напечатать максимально правдоподобную аневризму с использованием клеточной линии hCMEC (эндотелиоцитов капилляров человеческого мозга). По словам главного научного руководителя проекта Уильяма Хайнса, его команда сразу напечатала 3D-структуру аневризмы из биополимеров, а затем аккуратно «засеяла» этот каркас человеческими клетками. Спустя 7 дней клетки распространились по поверхности структуры, образовав «живую аневризму». Когда модель аневризмы была готова, исследователи смогли использовать её для экспериментов.
Как правило, если врачи успевают обнаружить аневризму до её разрыва (что случается далеко не всегда), первым шагом к её устранению является искусственное прекращение кровоснабжения поражённого участка сосуда. В наши дни существуют только оперативные методы лечения аневризмы. Первый вариант предполагает наложение клипсы в основании аневризмы в ходе масштабной травматичной операции, подразумевающей трепанацию черепа. Данный метод полностью обескровливает аневризму. Менее инвазивной считается эндоваскулярная хирургия с установкой стента при помощи катетера, введённого в крупную артерию на бедре или в области руки. Катетер служит проводником, который гарантирует, что стент «доберётся» до поражённого участка сосуда. В свою очередь стент, который представляет собой миниатюрный сетчатый каркас, высвобождается из катетера и укрепляет собой стенки сосуда. Стентирование ограничивает воздействие давления кровотока на ослабленные вследствие истончения или растяжения стенки артерии. Койлинг – ещё один эндоваскулярный метод лечения – изолирует аневризму от нормальной циркуляции путём введения в её полость спирали из тончайшей платиновой проволоки с лекарственным покрытием.
Все эти методы останавливают рост аневризмы и предупреждают её разрыв. В то же время, как и любые медицинские процедуры, они имеют собственные недостатки и потенциальные побочные эффекты, из-за которых бывает сложно выбрать подходящий для пациента вариант. Команда Уильяма Хайнеса решила, что некоторую уверенность в выборе может обеспечить реалистичная модель аневризмы, созданная на основании данных конкретного клинического случая. Первую искусственную «живую аневризму» они использовали для отработки инновационного метода искусственного тромбирования при помощи введения плазмы внутрь специального стента.
Исследователи подчеркнули, что им предстоит ещё долгий путь по совершенствованию методик печати искусственных живых аневризм. В частности, очень важно научиться имитировать напряжение сдвига, которое является одним из ключевых факторов, провоцирующих выпячивание стенок сосудов. Для успеха проекта также необходимо модернизировать существующие системы компьютерного моделирования, чтобы создавать физические модели аневризм на основе снимков конкретных пациентов. Учёные видят множество вариантов применения подобных моделей: для улучшения существующих методик лечения, тренировки хирургов, а также для разработки новых подходов к устранению аневризм.
Источник: Biofabrication