Медицина
Технології
Медицина
Технології

Вчені надрукували біорозкладні еластичні стенти для дихальних шляхів

Швейцарські винахідники розробили прототип персоналізованих стентів для дихальних шляхів з еластичного та біорозкладного полімерного матеріалу. Для виготовлення таких стентів вчені розробили новий тип фотополімерної смоли, про що написали у журналі Science Advances.

Надруковані на 3D-принтері біорозкладні стенти. ETH Zurich

Надруковані на 3D-принтері біорозкладні стенти. ETH Zurich

Що таке стент?

Стентом називають каркас, що при встановленні в порожнисті структури організму не дає їм звужуватися та перекриватися. Потреба в стентуванні може виникнути, наприклад, коли на стінках кровоносних судин відкладаються атеросклеротичні бляшки, що звужують їхній просвіт і погіршують кровопостачання. Але бувають загрозливі для життя випадки, коли звужуються дихальні шляхи — трахея або бронхи. У такому разі стенти можуть забезпечити швидке розширення трубчастих органів та відновити нормальне надходження повітря. Проте з цим бувають проблеми. Металеві каркаси стентів часто травмують дихальні шляхи, а силіконові можуть зміщуватися від встановленого місця, оскільки анатомічно не відповідають органам пацієнта. Дослідники зі Швейцарської вищої технічної школи Цюриха вважають, що допомогти можуть їхні біорозкладні стенти, що й продемонстрували у новій роботі.

У чому полягає ідея вчених?

Науковці прагнуть виготовляти персоналізовані стенти, що якнайкраще підходитимуть до дихальних шляхів пацієнтів. Щоб це уможливити першим етапом повинна бути процедура комп’ютерної томографії, під час якої лікарі можуть отримати тривимірне зображення трахеї чи бронхів. Після цього необхідно виготовити 3D-модель стенту, який пасуватиме під форму органів пацієнта. Цифрову модель згодом використовують, щоб надрукувати на 3D-принтері необхідний стент. Для виготовлення його наявні матеріали не підходили, оскільки вони надто тверді та крихкі. Тож вчені створили новий тип смоли із суміші двох макромономерів, який за кімнатної температури надто в’язкий, тож працювати з ним потрібно за температури 70-90 градусів Цельсія.

Процес друку відбувається за допомогою технології DLP. Робочу платформу занурюють у резервуар з фотополімерною смолою, а потім піддають впливу ультрафіолетового випромінювання. Там, де промінь світла сягнув смоли, вона твердіє. Тоді платформа опускається трохи нижче і світлом обробляється вже наступний шар. Таким чином шар за шаром відбувається друк моделі бажаної форми. Отриманий у результаті стент має достатню еластичність, щоб його згорнути для зручного встановлення у дихальні шляхи. До його структури науковці додали також частинки золота, щоб могти відстежувати за допомогою рентгену.

Наскільки виправданою є технологія?

Досліди на кроликах показали, що стенти з нового матеріалу, як і очікувалося від них, простояли точно у місці введення шість-сім тижнів. Весь цей час їх можна було бачити на рентген-зображеннях, а через близько 10 тижнів вони повністю розчинилися.

Надалі вчені прагнуть підлаштувати процес виробництва біорозкладних стентів до лікарняних умов.