Аневризма – это порок развития, связанный с аномалиями сосудистой стенки. Примерно в 30% случаев разрыв аневризмы головного мозга приводит к мгновенной смерти, поэтому аневризмы часто сравнивают с тикающими бомбами в голове.
Исследовательская группа из Пхоханского университета науки и технологии (POSTECH) разработала новый метод малоинвазивного лечения аневризм головного мозга, который может предотвратить их разрыв.
В настоящее время для лечения аневризм используется метод спиральной эмболизации, при котором в полость аневризмы вводятся платиновые спирали. Кроме высокой стоимости (цена только спирали – 550 долларов США, а таких требуется достаточно много, чтобы заполнить аневризму), серьезными недостатками метода являются риск интраоперационного разрыва аневризмы вследствие повреждения стенок аномального сосуда спиралями, недостаточное заполнение полости аневризмы, а также открепление и миграция спирали из места установки.
Гидрогели, которые реагируют на температуру, кислотность и другие факторы, а также обладают механической прочностью, привлекли внимание различных исследовательских групп в качестве потенциального эмболического материала для заполнения аневризм. Среди них фотосшиваемые гидрогели считаются наиболее подходящими для эмболизации благодаря их легкому пространственно-временному контролю. Но практическое применение гидрогелей ограничено из-за токсичности и биологической несовместимости. Они также могут набухать, часто приводя к разрывам. Кроме того, с помощью существующих хирургических методов невозможно производить и контролировать фотосшиваемые гидрогели, используя свет во внутрисосудистой среде, которая имеет извилистую геометрическую структуру и высокую поглощающую способность.
С целью преодоления недостатков спиральной и гидрогелевой эмболизации междисциплинарная исследовательская группа POSTECH разработала новый структурно стабильный биосовместимый эмболизационный материал, который не разлагается в организме человека. Кроме того, было представлено новое хирургическое устройство для терапии аневризм головного мозга, способное стабильно формировать и контролировать материал в виде микроволокон во внутрисосудистой среде. Результаты данного исследования были опубликованы в качестве обложки апрельского номера журнала Advanced Materials.
Исследовательская группа предложила использовать для эмболизации аневризмы гидрогель на основе альгината, полученный из водорослей, с нанопорошком тантала, который может быть дважды сшит. Этот новый материал обладает отличной биосовместимостью и использует синергический эффект быстрого ковалентного сшивания под действием безвредного видимого света и ионного сшивания с использованием ионов кальция, присутствующих в крови. Кроме того, поскольку в организме человека нет разлагающих ферментов, он не деградирует и демонстрирует удивительную структурную стабильность без набухания. Данный гидрогель может безопасно и эффективно заполнить аневризму и успешно предотвратить разрыв. Поскольку в него возможно добавить контрастное вещество, место нанесения может непрерывно контролироваться в течение длительного времени с помощью КТ или МРТ.
Исследовательская группа также разработала микрожидкостное устройство с интегрированным оптическим волокном. Это устройство может стабильно производить и контролировать фотосшиваемые гидрогели в виде микроволокон в экстремальной внутрисосудистой среде, которая имеет извилистую геометрическую структуру и высокую поглощающую способность.
Двойные сшитые на основе альгината с танталом гидрогелевые микроволокна, производимые и контролируемые в этих микрожидкостных устройствах, могут безопасно и равномерно заполнять аневризмы. На этой стадии микроволокна переплетаются друг с другом, образуя пробку, блокирующую поток жидкости на входе в аневризму и поддерживающую структурную форму и постоянную механическую прочность сосудистой стенки даже в пульсирующей среде. Это сводит к минимуму возникновение давления внутри аневризмы или ее разрыв.
Новая концепция метода эмболизации, разработанная в данном исследовании, была успешно протестирована с использованием усовершенствованного динамического сосудистого симулятора (Advanced Dynamic Angio Model, ADAM), ранее разработанного исследовательской группой. ADAM – это система, которая создает виртуальную среду, очень похожую на тело реального пациента, и может использоваться для моделирования различных сосудистых заболеваний.
Ожидается, что разработанная концепция будет эффективно применяться и при других сосудистых заболеваниях, требующих эмболизации.
Статья J.Lim et al. Embolization of Vascular Malformations via In Situ Photocrosslinking of Mechanically Reinforced Alginate Microfibers using an Optical-Fiber-Integrated Microfluidic Device опубликована в журнале Advanced Materials.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» vechnayamolodost.ru по материалам POSTECH: Treating Cerebral Aneurysms with a New Filling Method.
