ПРОТОЧНЫЙ ЧИП ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ УЧАСТКА СОСУДИСТОГО РУСЛА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИМПЛАНТАТОВ И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ ХИРУРГИИ

Полезная модель относится к области устройств для работы с клетками человека или животных и может быть, в частности, использована для моделирования участка сосудистого русла и испытаний оборудования для сердечно-сосудистой хирургии и лекарственных препаратов. В том числе подобные устройства могут быть использованы для тестирования коронарных стентов и их взаимодействия с эндотелием в условиях потока.
Наиболее близкой к заявляемой является известная система состоящая из ПВХ трубки, покрытой гепарином с помещенным внутрь стентом, заполненная кровью, замкнутая силиконовым патрубком, помещенная в водную баню при температуре 37°С и подключенная к перистальтическому насосу (прототип) (S. Krajewski, В. Neumann, J. Kurz, N. Perle, M. Avci-Adali, G. Cattaneo, and H.P. Wendel. Preclinical Evaluation of the Thrombogenicity and Endothelialization of Bare Metal and Surface-Coated Neurovascular Stents // Am J Neuroradiol., 2015, 36:133-39) (копия прилагается).
Недостатком известного технического решения является отсутствие клеточного слоя, имитирующего эндотелиальную выстилку сосуда.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в решении задачи тестирования взаимодействия оборудования с клеточной стенкой сосуда в условиях потока.
Указанный результат достигается за счет того, что проточный чип для моделирования участка сосудистого русла для испытания оборудования для сердечно-сосудистой хирургии включает в себя зажатый между двумя твердыми пластинами слой полимера, в котором сформирован ортогональный к пластинам цилиндрический колодец, в который имеются независимые вход и выход через отверстия в пластинах, плотно закрытые крышками во время работы, к колодцу подведены каналы для подачи и отвода жидкости, на входе и выходе из колодца имеются мембраны, а на стенках колодца сформирован слой эндотелиальных клеток.
На Фиг. 1 представлена общая конструкция устройства.
На Фиг. 2 приведен вид устройства сбоку.
Полимерный чип для моделирования участка сосудистого русла, включающий зажатый между двумя твердыми пластинами 2 слой полимера 1, в котором сформирован ортогональный к пластинам цилиндрический колодец 3, в который имеются независимые вход и выход через отверстия в пластинах 8, плотно закрытые крышками во время работы 7, к колодцу подведены каналы для подачи 5 и отвода 4 жидкости, на входе и выходе из колодца имеются мембраны 6, отличающийся тем, что на стенках колодца сформирован слой эндотелиальных клеток.
Полимерный слой может быть выполнен из полидиметилсилоксана. При этом внутренняя структура слоя, включающая колодец и каналы для подачи и отвода жидкости может быть сформирована путем снятия оттиска с заранее изготовленной методом фрезеровки матрицы. Толщина полимерного слоя может составлять от 5 миллиметров до нескольких десятков миллиметров.
Пластины могут быть выполнены из поликарбоната или полиметилметакрилата (оргстекло). При этом крышки, закрывающие вход и выход в колодец могут иметь резьбовое соединение с пластинами.
Дополнительный слой из молекул внеклеточного матрикса может быть сформирован из молекул коллагена.
Устройство работает следующим образом. Чип заполняется ростовой средой. Затем через входной канал или непосредственно в колодец через один из входов в твердых пластинах вводится суспензия эндотелиальных клеток. После чего вход плотно закрывается пробкой. Для улучшения адгезии клеток эндотелия к стенкам колодца стенки могут быть предварительно обработаны белками внеклеточного матрикса, например, коллагеном, образующими двумерный гель на внутренней поверхности колодца. После адгезии клеток к стенкам колодца, через чип включают поток ростовой среды со скоростью, соответствующей физиологическим значениям скорости течения крови в сосудах. Мембраны на входе и выходе из колодца служат для создания равномерного потока по всему сечению колодца. После образования монослоя эндотелиальных клеток на внутренних стенках колодца, открыв одну или обе пробки в колодец может быть введено тестируемое оборудование, например, участок или целый коронарный стент. Поток при этом останавливается, а ростовая среда может как удаляться из чипа, так и оставаться в нем. После введения оборудования, пробки плотно закрываются и поток возобновляется. Наблюдение взаимодействия тестируемого оборудования и клеточного слоя может осуществляться как визуально, с помощью оптической или конфокальной микроскопии при использовании прозрачных материалов, так и непрямыми методами, например, путем анализа биомаркеров на выходе из устройства. Также анализ может проводится после извлечения тестируемого оборудования из устройства, по конечной точке.