Российские ученые создали биоразлагаемые стенты для детских сердец на 3D-принтере

Инновации в сердечно-сосудистой хирургии для будущего здоровья детей

Научные сотрудники Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) в сотрудничестве с экспертами из Казанского федерального университета (КФУ), Университета "Сириус" и британского Университета Лафборо создали усовершенствованную методику разработали полимер для изготовления биоразлагаемых коронарных стентов. Эти имплантаты, выполненные из поли-л-молочной кислоты, предназначены для применения в детской кардиохирургии. Их использование дает возможность временно восстанавливать нормальный кровоток в сосудах у детей с сердечными пороками, исключая при этом потребность в дальнейшем хирургическом извлечении стента, о чем сообщила пресс-служба ПНИПУ.

Стентирование кровеносных сосудов представляет собой современную медицинскую процедуру, направленную на возобновление свободного кровотока при его затруднении или полном блокировании тромбом либо атеросклеротической бляшкой. Эта мера имеет большое значение для предотвращения ишемического инсульта, считающегося одной из ведущих причин смертности в глобальном масштабе. В ходе процедуры в суженую артерию вводится стент - сетчатая трубка, как правило, изготовленная из металла, предназначенная для расширения сосудистого просвета.

Однако металлические стенты обладают рядом ограничений, которые теперь могут быть преодолены благодаря использованию новых биоразлагаемых имплантатов. Биоимплантаты помогли расширить горизонты, особенно в терапии детей с врожденными патологиями сердца, когда необходимо обеспечить временную проходимость сосуда, минуя последующее хирургическое удаление устройства. Такие сведения предоставил Алексей Кучумов, доктор физико-математических наук и руководитель лаборатории биожидкостей ПНИПУ.

Изучение и интеграция стентов на основе полимерных компонентов активно продолжаются. Аддитивные технологии, или 3D-печать стентов биоразлагаемых конструкций с настраиваемыми механическими свойствами, являются инновационным подходом. Это открывает значительные возможности для создания персонализированных биомедицинских имплантатов.

"Ученые Пермского политеха совместно с коллегами из Казани, университета “Сириус” и Великобритании разработали методику проектирования, моделирования и производства биодеградируемых стентов из поли-л-молочной кислоты", - рассказали в ПНИПУ.

В ходе исследования научные специалисты сосредоточились на оптимизации основных параметров 3D-печати. Были точно установлены наилучшие показатели скорости печати, диаметра сопла, его температуры и площади рабочей зоны для обеспечения максимальной эффективности процесса. Кроме того, были проведены тесты на растяжение и сжатие, что позволило всесторонне оценить механические характеристики биоразлагаемого полимера. Эксперты также выполнили численное моделирование, чтобы изучить поведение стента из данного материала в условиях, имитирующих трехслойную структуру артерии.

Разработанная модель показала значительную эффективность, гарантируя однородное раскрытие стента, его минимальное укорочение и наилучшее распределение механических напряжений, не перегружая при этом стенку сосуда. Это обеспечивает эффективное восстановление проходимости сосуда. Итоги работы подтвердили, что форма и устройство стента существенно влияют на его механические параметры.

"Особенностью технологии являются не только экспериментальные исследования и аддитивное производство, но и компьютерное моделирование раскрытия стентов для прогнозирования их поведения внутри кровеносного сосуда и расчета нагрузок на стенки артерии и бляшки. Таким образом мы можем сначала спроектировать, а затем спрогнозировать его поведение в кровеносном сосуде пациента, для дальнейшего изготовления в лаборатории", - пояснил младший научный сотрудник лаборатории биожидкостей ПНИПУ Александр Хайрулин.

По информации ТАСС Наука, эта российская разработка, охватывающая создание, моделирование и 3D-печать индивидуальных коронарных стентов из биоразлагаемых полимеров, в перспективе даст возможность выбирать и производить оптимальные конструкции для каждого конкретного пациента, что повысит точность и результативность лечения.

Статья, содержащая результаты труда российских и британских ученых, планируется к публикации в научном журнале "The International Journal of Advanced Manufacturing Technology" в 2025 году. Часть исследовательских мероприятий проводилась в лаборатории биожидкостей ПНИПУ при финансовом участии Министерства науки и высшего образования РФ, в рамках выполнения государственного задания по проведению фундаментальных научных изысканий.

Как сообщалось ранее, 26 августа 2025 года на пресс-конференции в Москве научный сотрудник Сколтеха Ольга Синдеева представила инновационный биоразлагаемый полимерный материал. Этот материал, разработанный российскими учеными, предназначен для ускорения заживления ран и снижения числа повторных операций после установки медицинских имплантов и стентов. Синдеева уточнила, что его применение может предотвращать воспаления, инфекции и разрастание соединительной ткани. Ученые активно сотрудничают с московскими клиниками, включая Городскую клиническую больницу № 31 и Университетскую клинику МГУ, для изучения возможностей его клинического применения.