Модифицированные нанокомпозиты оказались эффективны при лечении атеросклероза
Ученые Томского политехнического университета в составе международного исследовательского коллектива синтезировали модифицированные нанокомпозиты для лечения атеросклероза. Результаты испытаний на лабораторных животных показали, что наноматериалы способны изменять химическую структуру большого сальника – жировой ткани – крыс, которая схожа с химической структурой атеросклеротической бляшки, что в дальнейшем может привести к созданию лекарства от атеросклероза.
Исследование продолжено при поддержке национального проекта «Наука» (FSWW-2023-0007). Результаты опубликованы в журнале Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine (Q:1, IF: 4,2).
Атеросклероз на сегодняшний день основная причина сердечно-сосудистых заболеваний и высокой смертности. Аортокоронарное шунтирование и стентирование коронарных артерий являются современными методами паллиативного лечения ишемической болезни сердца.
Однако исследования показывают, что медицинское вмешательство не останавливает рост атеросклеротических бляшек, что приводит к повторному сужению просвета артерии и риску возникновения тромбоза в месте установки. Это объясняется тем, что установка коронарного стента не устраняет ни саму атеросклеротическую бляшку, ни причину ее появления и роста.
В Томском политехе на протяжении нескольких лет работают над усовершенствованием и развитием покрытий для коронарных стентов. Ранее был создан прототип коронарного стента нового поколения с покрытием, содержащим наночастицы, разрушающие атеросклеротические бляшки.
«Нанокомпозиты, которые мы взяли за основу, состоят из железа, покрытого слоем углерода. Их синтезируют наши коллеги из Екатеринбурга. Задача химиков Томского политеха состояла в том, чтобы углеродный слой покрыть еще одним слоем, состоящим из набора органических молекул, которые будут взаимодействовать с атеросклеротической бляшкой. Мы получали разные оболочки, чтобы выделить ту, которая наиболее эффективно разрушает холестерин», — рассказывает профессор научно-образовательного центра Н.М. Кижнера ТПУ Виктор Филимонов.
Полученные материалы передавались в НИИ кардиологии Томского НИМЦ. На материале лабораторных животных исследовали влияние модифицированных нанокомпозитов на большой сальник, который представляет собой тонкую жировую ткань, обволакивающую внутренние органы животных. В исследовании участвовали 35 взрослых половозрелых крыс-самцов примерно одного возраста и веса. Крыс разделили на три группы. Первой группе хирургическим путем имплантировали в область большого сальника модифицированные нанокомпозиты в виде порошка. Второй – имплантировали химически немодифицированные нанокомпозиты. Третьей – провели полостную операцию без введения нанокомпозитов.
Исследования показали, что агломераты химически модифицированных нанокомпозитов в тканях большого сальника вызывают морфологические изменения его структуры в отличие от немодифицированных наночастиц. Представленные изменения не сопровождаются прямым повреждением и острым воспалением в жировой ткани большого сальника, что может быть использовано в дальнейшем для прикладного использования, например, для изготовления нового поколения сосудистых стентов.
«Мы впервые для нанокомпозитов из соединений железа и углерода использовали разработанный у нас новый метод прививки к их поверхностям органических слоев разнообразного строения. Это позволило сотрудникам НИИ кардиологии установить ранее неизвестные механизмы взаимодействия модифицированных наночастиц с жировой тканью, что является ключевой задачей в борьбе с атеросклерозом», — отмечает Виктор Филимонов.
Для доставки модифицированных нанокомпозитов до атеросклеротической бляшки внутри сосуда ученые Томского политеха предлагают смешивать их с биоразлагаемым полимером, который затем наносят на поверхность коронарного стента. Учитывая, что стент после имплантации плотно прилегает к атеросклеротической бляшке, ученые предполагают, что модифицированные нанокомпозиты по мере биодеградации полимера должны проникать в пристеночную бляшку и изменять ее структуру, тем самым предотвращая ее дальнейший рост внутри артерии.
«Результаты испытаний на крысах являются научным обоснованием для изготовления экспериментальных образцов коронарных стентов нового поколения и дальнейших исследований», — рассказывает руководитель проекта, доцент Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга ТПУ Сергей Твердохлебов.
В исследовании участвуют сотрудники Инженерной школы ядерных технологий, Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий, Научно-образовательного центра Н.М. Кижнера ТПУ при активном участии НИИ кардиологии Томского НИМЦ, Института физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения РАН и Института эндокринных и метаболических заболеваний Научно-технического университета Китая.
Источник информации и фото: пресс-служба Томского политехнического университета
Разместила: Наталья Сафронова