Relevance. The problem of searching for the creation of arterial grafts is relevant in modern vascular surgery, since currently available synthetic prostheses, xeno-, allo- and autographs have a number of disadvantages in practical use: thrombiability, stenosis, inflammation, aneurysmal extensions, etc. The solution to this problem may be the creation of a technology for obtaining bioengineered vascular prostheses based on biocompatible hydrogels. We want to demonstrate the fundamental possibility of developing such a technique in this study. Materials and Methods. At the first stage of the study, the authors used 3D modeling and photopolymer 3D printing technologies in order to manufacture a mold for creating a tissue-engineered vascular prosthesis. At the second stage of the work, the authors developed a technique for heterophase oxidative modification of sodium alginate with peroxynitrite to obtain a cytocompatible hydrogel, which was subsequently tested on human fibroblast culture by analyzing their growth pattern and metabolic activity. At the third stage of the study, a bioengineered tubular structure was created using a previously manufactured mold. Results and Discussion. We have obtained a casting mold for creating a tissue-engineered vascular prosthesis, the distinctive features of which are reusable, collapsible, easy sterilization and ease of operation. The cytocompatibility of the hydrogel obtained by us based on modified sodium alginate has been proved. It is based on a tubular structure with a length of 7 cm, a diameter of 7 mm and a wall thickness of 1 mm. It is shown that it has flexibility, elasticity and resistance to pressure above 300 mmHg. Conclusion. Thus, the authors demonstrated the possibility of obtaining bioengineered tubular structures using 3D printing molding technology and showed the possibility of obtaining and using cytocompatible polysaccharide protein hydrogels for such purposes. The researchers hope that with further improvement of the strength characteristics and adhesive properties of the material, this technique for obtaining bioengineered tubular structures can form the basis for the production technology of vascular grafts for educational, scientific and medical purposes.
Актуальность. Проблема поиска создания артериальных графтов является актуальной в современной сосудистой хирургии, поскольку имеющиеся в настоящее время синтетические протезы, ксено-, алло- и аутографты имеют ряд недостатков при практическом применении: тромбируемость, стенозирование, воспаление, аневризматические расширения и др. Решением ее может стать создание технологии получения биоинженерных сосудистых протезов на основе биосовместимых гидрогелей. Принципиальную возможность разработки такой методики мы и хотим продемонстрировать в данном исследовании. Материалы и методы . На первом этапе исследования авторы использовали технологии 3D-моделирования и фотополимерной 3D-печати с целью изготовления литейной формы для создания тканеинженерного сосудистого протеза. На втором этапе работы создана методика гетерофазной окислительной модификации альгината натрия пероксинитритом для получения цитосовместимого гидрогеля, протестированного в дальнейшем на культуре человеческих фибробластов путем анализа паттерна их роста и метаболической активности. На третьем этапе исследования при помощи изготовленной ранее литейной формы создана биоинженерная трубчатая конструкция. Результаты и обсуждение . Получена литейная форма для создания тканеинженерного сосудистого протеза, отличительными чертами которой являются многоразовость применения, разборность, простота стерилизации и легкость эксплуатации. Доказана цитосовместимость полученного нами гидрогеля на основе модифицированного альгината натрия. На его основе создана трубчатая конструкция длиной 7 см, диаметром 7 мм и толщиной стенки 1 мм. Показано, что она обладает гибкостью, эластичностью и устойчивостью к давлению свыше 300 мм рт. ст. Выводы . Таким образом, авторы продемонстрировали возможность получения биоинженерных трубчатых конструкций при помощи технологии формовки с использованием 3D-печати и показана возможность получения и использования цитосовместимых полисахарид-белковых гидрогелей для таких целей. Исследователи надеются, что при дальнейшем совершенствовании прочностных характеристик и адгезивных свой ств материала данная методика получения биоинженерных трубчатых конструкций может лечь в основу технологии производства сосудистых графтов в образовательных, научных и медицинских целях.