(05.02.2024)
Ученые подведомственного Минобрнауки России Пензенского государственного университета (ПГУ) создали биологический чехол для имплантируемых электронных устройств на основе внеклеточного матрикса. Теперь при операциях, связанных с имплантацией и реимплантацией электронных устройств при заболеваниях сердца, снизится риск инфицирования кардиоимпланта на ранних и отдаленных периодах после операции. Биологический чехол запущен в серийное производство крупной российской компанией по производству имплантируемых медицинских изделий на основе биологических материалов "Кардиоплант". Исследования проводятся в рамках реализации национального проекта "Наука и университеты".
В последнее время люди все чаще обращаются с жалобами на болезни сердца: брадиаритмия (уменьшение числа сердечных сокращений), блокада сердца ("застревание" электрического импульса), аритмия (нарушение регулярности и последовательности нарушений сердца), сердечная недостаточность (снижение способности сердца проталкивать кровь) и так далее. При таких состояниях требуется имплантация электронных устройств.
Имплантация и реимплантация электронных устройств: электрокардиостимуляторов (ЭКС), кардиовертеров-дефибрилляторов (ИКД), систем для ресинхронизирующей терапии (СРТ), устройств для кардиомодуляции, помогает людям с патологиями сохранить жизнь.
"Применение таких методик сопряжено с развитием серьезных осложнений, угрожающих жизни и здоровью пациента. Возникающие осложнения требуют длительного и дорогостоящего лечения. Одно из таких осложнений — инфицирование кардиоимпланта или электродов", — рассказала Анастасия Кручинина, один из разработчиков чехла, канд. биол. наук, доцент кафедры "Общая биология и биохимия" ПГУ.
Для того чтобы минимизировать риски при проведении таких манипуляций и ускорить дальнейшую реабилитацию пациентов научный коллектив разработал биологический чехол для имплантируемых электронных устройств на основе внеклеточного матрикса.
Чехол превосходит все известные аналоги, которые имеют ряд недостатков. Самые распространенные — замедление процесса регенерации, повышение риска инфицирования, дискомфорт, образование рубцовой ткани в зоне имплантации.
Чехол изготовлен из биосовместимого резорбируемого материала на основе внеклеточного матрикса из подслизистой тонкой кишки свиньи.
"Наш чехол резорбируемый, то есть со временем, как правило, через полгода после имплантации он "растворится", а на его месте останется своеобразный карман с электронным устройством", — поделилась Анастасия Кручинина.
Отметим, на технологию обработки подслизистой тонкой кишки свиньи "Кардиоплант" получил патент. Подслизистая подвергается многостадийной обработке. Из сырья удаляются иммуногенные агенты — вещества, принимаемые организмом за чужеродные. Благодаря этому ответная реакция организма пациента умеренная. Это предотвратит развитие серьезных осложнений.
"Такой материал биосовместимый. В нем есть компоненты, необходимые для регенерации ткани. Поэтому никаких рубцов и спаек образовываться не будет", — добавила Анастасия Кручинина.
Типоразмерный ряд позволяет подобрать необходимый чехол почти под любой кардиоимплант. Длина и форма изделия могут варьироваться от 2 до 10 сантиметров. Чехол имеет две пластины, сшитых между собой швами из рассасывающихся нитей. Одна сторона открыта для размещения электронного устройства. В самих пластинах расположены параллельными рядами отверстия (диаметром от 1,5 до 3 мм). Пористая структура материала чехла позволяет пропитывать изделие перед имплантацией лекарственными препаратами (например, антибиотиками), снижая риски инфицирования.
После операции по имплантации биологического чехла с электронным устройством примерно через полгода вокруг устройства образуется своеобразный карман — ложе из здоровых тканей. Карман будет препятствовать миграции кардиоимпланта и поможет проводить нужные хирургические манипуляции с меньшим риском для здоровья человека.
Стоит отметить, что со временем таким пациентам требуется реимплантация, то есть замена искусственного импланта.
"Чехол с устройством можно имплантировать пациенту в различные участки тела. Например, под нижний край ключицы. Активные компоненты, содержащиеся в материале, стимулируют процессы васкуляризации и биоинтеграции. Это формирует здоровые окружающие ткани без спаек с электродами, облегчая реимплантацию", — пояснила Анастасия Кручинина.
Благодаря образованию естественного кармана с помощью биологического чехла острая фаза воспалительного процесса закончится и будет удобнее проводить замену, которая проходит планово.
"Перфорации ("дырочки" в чехле) обеспечивают сообщение пространства внутри чехла с прилежащими тканями, что ускоряет восстановительные процессы", — добавила Анастасия Кручинина.
Изобретение было апробировано и прошло этап исследований, проведенных на животных, в Центре доклинических исследований (г. Пенза). В Национальном медицинском исследовательском центре хирургии имени А. В. Вишневского кардиохирурги провели операции кардиоимплантирования с использованием этого биологического чехла.
В настоящее время биологический чехол для имплантируемых электронных устройств производится компанией "Кардиоплант". Его используют хирурги по всей России. В планах научного коллектива продолжать разрабатывать медицинские изделия и покрытия для них.
