"Мы определили, что оптимальное содержание углеродных нанотрубок в композите для сердечно-сосудистых имплантатов составляет 1-2%. Именно это значение обеспечивает одновременно прочность, эластичность и хорошую биосовместимость. В дальнейшем мы планируем создать опытные образцы имплантатов на основе предложенного композита и исследовать их в качестве моделей реальных медицинских изделий", - сказал руководитель проекта Евгений Овчаренко, слова которого приводятся в сообщении.
По данным ВОЗ, сердечно-сосудистые заболевания занимают первое место в списке наиболее распространенных причин смерти в мире. Поэтому в современной хирургии крайне востребованы искусственные клапаны сердца и сосудистые протезы, которые позволяют восстановить нормальную работу органов и тканей. Одно из наиболее важных требований к ним - биосовместимость, поскольку имплантаты не должны вызывать иммунный ответ и отторгаться человеческим организмом.
С этой точки зрения, как отмечают авторы работы, перспективно использовать композиты, или многокомпонентные материалы, состоящие из углеродных нанотрубок и полимеров, поскольку они обладают всеми необходимыми свойствами. Однако структуру таких композитов сложно предсказать, поскольку часто во время синтеза углеродные нанотрубки вместо того, чтобы сшиваться с полимером, образуют связи между собой. Из-за этого образуются агломераты нанотрубок, снижающие качество получаемых материалов.
В новой работе для решения этой проблемы ученые из России и Белоруссии предложили модифицировать углеродные нанотрубки алифатическими аминами - азотсодержащими органическими молекулами. За основу они взяли производное медицинского полистирола и полиизобутилена - полимер, из которого производят компоненты для медицинских изделий. Это соединение безопасно и биосовместимо, но плохо переносит импульсные нагрузки, подобные биению сердца. Преодолеть этот недостаток удалось благодаря включению нанотрубок.
В ходе дальнейших исследований ученые установили, что полученный материал однороден и в нем не образуются агломераты нанотрубок. Затем биологи проверили биосовместимость нанокомпозита, поместив на него клетки эндотелия человека, выстилающего в том числе и внутреннюю поверхность сосудов. Оказалось, что за трое суток эксперимента материал не снизил жизнеспособность культуры, поэтому его безопасно использовать в организме человека. Эксперимент с растяжением показал, что прочность полученного композита в несколько раз превышает прочность ткани человеческого тела, что обеспечит надежность сердечно-сосудистых имплантатов.
