Российские исследователи разработали клапаны сердца из тканей животных
Ученые из Университета «Сириус», Пермского политеха и их коллеги из ЮАР создали методику компьютерного моделирования биопротезов аортального клапана, используя свиной перикард. Эта разработка позволяет учитывать архитектуру волокон и предсказывать долговечность протеза. Результаты работы опубликованы в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. Данную информацию сообщает портал ГИПОРТ.
В ходе эксперимента образцы свиного перикарда подвергались растяжению в двух направлениях, имитируя сердечные нагрузки, после чего данные сопоставлялись с десятью математическими моделями. Наиболее точными оказались две модели — с волокнами, распределенными в двух и четырех направлениях.
Хотя клинические показатели обеих моделей находятся в пределах нормы, локальные характеристики различаются: напряжение сдвига на створках и вихревые структуры потока рассчитывались по-разному. Лучшую производительность продемонстрировала модель с четырехнаправленным распределением волокон.
«Напряжение сдвига — это сила трения, с которой кровь воздействует на створки. Если оно превышает допустимые значения, это может привести к повреждению ткани и ускорению износа», — объяснил научный сотрудник Университета «Сириус» Никита Пиля.
Максимальное напряжение наблюдается при закрытии клапана, особенно у краев створок и в местах их крепления к аорте, что является частой причиной образования кальцификатов в биопротезах.
Биопротезы, изготовленные из тканей животных, не требуют постоянного приема антикоагулянтов, однако со временем они подвержены износу. Моделирование позволяет оценить их долговечность на этапе проектирования, а полученные результаты могут стать основой для создания полимерных створок с использованием 3D-печати.
