Наноматериал из бактериальной целлюлозы – современное средство для изготовления имплантатов трахеи

Abstract

На протяжении многих лет актуальной проблемой остаются патологии трахеи, приводящие к ухудшению и/или нарушению функции дыхания. Наиболее распространенными являются стенозы трахеи, причиной которых могут быть травмы различной степени тяжести, хронические патологии, а также ятрогенные факторы, которые могут развиваться в результате введения в трахею проводников для проведения диагностических исследований, обеспечения искусственной вентиляции лёгких, анестезиологии, реаниматологии и другое. Целью исследования являлось обоснование возможности применения имплантата, выполненного из бактериальной целлюлозы, для закрытия окончатого дефекта трахеи. На первом этапе исследования определяли структурные характеристики бактериальной целлюлозы и композиционных материалов, полученных на её основе. Предметом исследования являлся имплантат, выполненный из наноматериала на основе полисахарида (бактериальной целлюлозы). На втором этапе в эксперименте определяли эффективность применения бактериальной целлюлозы для замещения окончатых дефектов трахеи. Объектом исследования служили 20 кроликов породы Серый великан обоего пола, подобранные по принципу аналогов. В результате исследований определены морфологические характеристики структуры бактериальной целлюлозы. Образцы имели нанопористую трехмерную сетчатую структуру со случайным расположением макрофибрилл толщиной 150-160 нм без предпочтительной ориентации. Макрофибриллы представляют собой левовращающую спираль из фибрилл толщиной 50-60 нм. Влагоудерживающая способность гель-пленок бактериальной целлюлозы составляет 80,35 ± 0,33 г/г, набухающая – 6,92-3,82 г/г, коэффициент газовой проницаемости – 817 мл/м²⋅24 ч⋅0,1 мПа. Физические и химические характеристики наноматериала позволяют использовать его в качестве имплантата для замещения дефекта трахеи. Отсутствие воспаления и отторжения имплантат из бактериальной целлюлозы в области внедрения свидетельствует о его биосовместимости с органами животных. Применение имплантата из бактериальной целлюлозы при замещении дефекта трахеи в эксперименте на кроликах позволяет восстанавливать анатомическую целостность дыхательных путей, обеспечивает надёжную герметизацию дефекта трахеи. Результаты эксперимента открывают перспективу использования имплантатов из бактериальной целлюлозы в пластике трахеальных дефектов.