Сосуды

Алгоритм долголетия: сосуды

Новые технологии для диагностики и лечения заболеваний сосудов

Этот материал входит в подборку статей о новых технологиях и медицине. В планах рассказать, как ученые работают над повышением эффективности лечения рака легких и кожи, проблем с эндокринной системой и прочих заболеваний. Помогают им в этом 3D-принтеры, виртуальная и дополненная реальность, нейронные сети и другие технологии будущего.

Уже написали о диагностике и лечении болезней сердцанервной системы, органов чувств и ЖКТ. В этой статье — о заболеваниях сосудов.

Оглавление:

Диагностика

Существующие проблемы с сосудами можно выявить при помощи кардиомониторов, регистрирующих сердечный ритм.

#подробнее О них в статье про заболевания сердца

Большую вероятность будущих проблем с сосудами также можно определить заранее. Обычно для этого используют 8 факторов риска, включая возраст и уровень холестерина. Ученые из Университета Ноттингема сравнили эффективность такой системы с несколькими типами машинного обучения, анализирующими 22 фактора.

На основе медицинской информации за 2005 год они спрогнозировали, у кого из 378 тысяч пациентов могли появится проблемы с сосудами к 2015 году. Результаты оказались точнее, чем у врачей: от 74,5% до 76,4% у разных алгоритмов против 72,8%.

Для лечения заболеваний сосудов важно понимать, что с ними происходит в различных условиях. С этой целью в феврале 2017 г. ученые из Брауновского университета вырастили кровеносные сосуды внутри лабораторного мини-мозга.

Мини-мозг

Их сеть отличается от настоящей — она не такая плотная, а в самих сосудах нет крови. Кроме того, они не могут существовать дольше двух недель. Однако модель позволяет изучать процессы, связанные с кровеносной и нервной системой, — например, что происходит, когда мозг лишается кислорода.

к оглавлению ↑

Лечение

Компания AFFiRis изобрела препарат для борьбы с повышенным холестерином, который негативно влияет в частности на состояние кровяных сосудов. "Вакцина" AT04A состоит из молекул, стимулирующих выработку антител против фермента PCSK9, который мешает крови очищаться от холестерина.

Ее действие было проверено на мышах, откормленных жирной пищей. После инъекции средства уровень холестерина в их крови уменьшился на 64%, а воспаление сосудов снизилось на 21–28%.

Ученые из Медицинского центра Векснера разработали технологию “нанотрансфекции тканей” — неинвазивного превращения клеток кожи в клетки других тканей или органов для их восстановления. Способ состоит в использовании белков, стимулирующих трансформацию клеток. Они поступают в организм при помощи специального наночипа.

Методика была протестирована на мышах и свиньях с отсутствующим из-за травм кровообращением в лапах. На конечности воздействовали необходимыми веществами в течение недели, после чего кровеносные сосуды в органах восстановились и их удалось спасти. В 2018 году планируются клинические испытания технологии на людях.

Экспериментируют над превращением клеток кожи в клетки кровеносных сосудов под воздействием определенных молекул и в Иллинойском университете. Данный метод, также опробованный на мышах, одновременно способствует омоложению сосудов.

Для замены поврежденных сосудов еще в 2011 году предложили использовать напечатанные на 3D-принтере. Эта технология была успешно протестирована различными учеными:

Исследователи из компании Sichuan Revotek и Университета Сичуань успешно имплантировали напечатанные на 3D-принтере кровеносные сосуды из стволовых клеток 30 обезьянам. Последующие обследования показали, что органы действуют нормально и не причиняют животным неудобства.

Наноинженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего смогли напечатать сложную сеть сосудов разных размеров. Она была имплантирована подопытным мышам и успешно прижилась, обеспечив нормальную циркуляцию крови. Ученые также разработали собственный 3D-принтер, существенно увеличивающий скорость печати.

Человеку напечатанные сосуды были вживлены учеными из Oregon Health & Science University в ходе стоматологической операции. Они были имплантированы для лечения корневых каналов зубов-премоляров. Обычно при этом удаляют нервные окончания и кровеносные сосуды, отчего зуб со временем разрушается.

Для пересадки можно использовать не только искусственные кровеносные сосуды, но и донорские. Чтобы предотвратить отторжение органов при трансплантанции, ученые научились очищать их от всех клеток, оставляя пустой "каркас" из внеклеточного материала. Затем его можно заполнить стволовыми клетками и пересадить.

"Очищенное" сердце свиньи:

Очищенное сердце свиньи

Исследования данного процесса — децеллюляризации — ведутся в 1970-х годов, ученым удалось успешно провести его на некоторых органах, в том числе сосудах. Однако трансплантация подготовленных таким образом частей тела до сих пор находится на экспериментальном уровне и проводится только на животных — например, на обезьянах.

Южнокорейским ученым также удалось использовать внеклеточный материал в качестве биочернил для 3D-принтера и напечатать из них кровеносные сосуды. Они были вживлены мышам с ишемией конечностей, после чего животные показали быстрое выздоровление.

к оглавлению ↑

Почитать по теме


Назад к дайджесту