В Ганновере напечатали PCL-каркас сосудистого протеза с механикой артерии и эндотелием in vitro
Напечатанная трубка из PCL с фибрином к 7-му дню пульсирующего культивирования in vitro несла эндотелий, ориентированный по потоку. Около 75% синтетических протезов <6 мм отказывают за 3 года.
Исследователи из Ганноверского университета имени Лейбница и Ганноверской медицинской школы вместе с коллегами из Хильдесхайма описали метод изготовления настраиваемого 3D-печатного трубчатого каркаса из поли-ε-капролактона (PCL) для сосудистых протезов малого диаметра. Работа опубликована в Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 13 ноября 2026 года (doi.org) frontiersin.org
doi.orgfrontiersin.orgОткрыть источник ↗. Каркас объединили с фибрином, засеяли эндотелиальными клетками и культивировали 7 суток при пульсирующем потоке с напряжением сдвига до 20 дин·см⁻². Все результаты получены в лабораторных экспериментах; протез не имплантировали.
Клиническая проблема
По данным авторов, около 75% синтетических протезов диаметром менее 6 мм отказывают в течение 3 лет, главным образом из-за отсутствия эндотелиального слоя на внутренней поверхности. Это приводит к тромбозу, кальцификации и гиперплазии интимы. Протезы из Dacron и ePTFE к тому же жёстче нативных артерий, а механическое несоответствие протеза и сосуда может вызывать осложнения.
Геометрия и механика каркаса
Каркас напечатан методом melt electrowriting, а его геометрию настраивали, меняя угол намотки, диаметр волокна и расстояние между волокнами. Итоговая конструкция имела диаметр волокна 128 μm, угол намотки 52,5° и расстояние между волокнами 500 µm. Метод фибринового компрессионного формования адаптировали, чтобы получить герметичную структуру, пригодную для адгезии клеток.
Каркас из длинноцепочечного PCL имел радиальный модуль Юнга 1,12 ± 0,35 MPa и радиальную прочность на растяжение 3,89 ± 0,81 MPa. Авторы называют эти значения близкими к нативным артериям, для которых приводят 2,45 ± 0,79 MPa frontiersin.org
doi.orgfrontiersin.orgОткрыть источник ↗. Каркас из фибрина и PCL показал давление разрыва 1 600,4 ± 502,85 mmHg и прочность шва 1,62 ± 0,29 N. Его продольная прочность на растяжение составила 1,07 ± 0,22 MPa, как у нативных артерий, а радиальная была ниже: 0,80 ± 0,20 MPa.
Эндотелизация под потоком
После 7 суток пульсирующего динамического культивирования при 20 дин·см⁻² эндотелиальные клетки покрыли протез и выстроились по направлению потока. Культивированный протез сохранил радиальный модуль Юнга 3,03 MPa и радиальную прочность на растяжение 1,56 MPa. По утверждению авторов, это первая демонстрация эндотелизированного протеза с механическими свойствами, близкими к нативным артериям.
