Исследователи из Массачусетского технологического института разработали устройство, которое предотвращает образование рубцовой ткани вокруг имплантатов, мягко надувая и сдувая его каждые 12 часов.

Благодаря новому подходу рубцовая ткань, которая обычно образуется вокруг медицинских имплантатов, имеет более выровненную структуру, через которую легче проходят лекарственные препараты. MIT

Как только иммунная система обнаруживает в организме чужеродный объект, она принимает ответные меры, пытаясь предотвратить появление инфекции или каких-либо иных осложнений. Одним из механизмов такой защиты является формирование слоя рубцовой ткани вокруг инородного тела, которая изолирует объект от кровеносных сосудов и органов. Однако это создает проблемы в работе медицинских имплантатов. Рубцовая ткань может блокировать его функции, что со временем снижает полезность устройства.

В рамках нового исследования команда Массачусетского технологического института разработала инновационную технологию борьбы с образованием рубцовой ткани. Каждые 12 часов устройство в течение пяти минут медленно надувается и сдувается. Это приводит к снижению местной концентрации нейтрофилов - иммунных клеток, которые запускают процесс образования рубцовой ткани.

Устройство содержит две камеры - в одной находится лекарство, а другая служит надувным "резервуаром". В зависимости от поставленной задачи, лекарство может поступать в организм очень медленно, или с помощью актуатора высвобождаться более крупными порциями.

Схема, демонстрирующая работы надувного имплантата. MIT

Несмотря на то, что такой имплантат не может полностью предотвратить образование рубцовой ткани, он эффективно замедляет этот процесс. Но что еще более важно, он изменяет тип рубцовой ткани, на структуру с высоко выровненными коллагеновыми волокнами, которые не препятствуют высвобождению лекарственных молекул так, как обычная рубцовая ткань. 

Разработчики испытали устройство на мышах, вводя инсулин и измеряя уровень глюкозы в крови животных. Как оказалось, версия с приводом продолжала эффективно высвобождать инсулин в течение всех восьми недель испытаний. Новый прибор показал гораздо лучшие результаты, чем стандартный нерегулируемый имплантат, который начал терять эффективность уже через два недели, а два месяца совсем перестал выделять инсулин.

В будущем эксперты планируют провести клинические испытания своего устройства, чтобы "в перспективе помочь пациентам контролировать диабет или доставлять другие долгосрочные препараты, в том числе химиотерапию". 

Результаты данного проекта были зарегистрированы в медицинском издании Nature Communications.

Источник: Массачусетский технологический институт, журнал Nature Communications.

1. (https://www.nature.com/articles/s41467-022-32147-w)

2. (https://news.mit.edu/2022/design-prevents-buildup-scar-tissue-around-medical-implants-0805)