Учёные Университета «Сириус», Пермского политеха и коллег из ЮАР создали методику компьютерного моделирования биопротезов аортального клапана из свиного перикарда. Разработка позволяет учитывать архитектуру волокон и прогнозировать износ протеза. Результаты опубликованы в Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, сообщает ТАСС.
Образцы свиного перикарда растягивали в двух направлениях, имитируя нагрузку сердца, и сверяли данные с 10 математическими моделями. Точнее всего показали себя две — с распределением волокон в двух и четырёх направлениях.
Клинические показатели у обеих моделей в норме, но локальные характеристики различались: напряжение сдвига на створках и вихревые структуры потока рассчитывались по-разному. Лучшие результаты дала модель с четырёхнаправленным распределением волокон.
«Напряжение сдвига — сила трения, с которой кровь воздействует на створки. Если оно слишком высокое, это может повреждать ткань и ускорять износ», — пояснил научный сотрудник Университета «Сириус» Никита Пиля.
Максимальное напряжение возникало при закрытии клапана — у краёв створок и мест крепления к аорте. Именно там в биопротезах чаще всего появляются кальцификаты.
Биопротезы из тканей животных не требуют пожизнённого приёма антикоагулянтов, но со временем изнашиваются. Моделирование позволяет прогнозировать долговечность на этапе проектирования, а результаты могут стать основой для полимерных створок методом 3D-печати.
