Фото: Pixabay

При разработке персонализированной модели кровообращения с учетом взаимодействия жидкости и твердого тела ученые экспериментально определили механические свойства материала коммерческих шунтов.

Результаты исследований пермских ученых станут первым этапом в разработке программного обеспечения для анализа вариантов шунтирования. Программа позволит внести вклад в импортозамещение по применению информационных технологий в медицине. Разработка реализована в рамках Федеральной программы академического лидерства «Приоритет-2030». Результаты исследования ученые представили в журнале Materials (1-й квартиль). В работе также приняли участие специалисты Федерального центра сердечно-сосудистой хирургии имени С.Г. Суханова (Пермь).

Наиболее точно установить эти факторы можно с помощью математического моделирования и методов биомеханики, считают исследователи. Они позволяют спрогнозировать и оценить риск осложнений после операции: неравномерного тока крови в правую и левую ветви легочной артерии, стенозов легочной артерии или шунта по мере роста ребенка. Межэтапная летальность при выполнении шунтирования остается высокой и варьируется от 3 до 22,1 %.

Построив модель течения крови в системе «аорта – шунт – легочная артерия» с учетом взаимодействия жидкости и твердого тела, биомеханики выяснили, что значимое влияние на кровоток оказывает местоположение шунта. Соединение сосудов должно обеспечивать достаточный, но не избыточный легочной кровоток. При этом не должно быть снижения сердечного выброса, повреждений сосудов и объемной перегрузки желудочка, необходимо обеспечивать равномерный рост легочных артерий.

Исследователи проанализировали три варианта установки шунта и установили несимметричность кровотока в легочных артериях в различных местах его имплантации. Они выяснили, что формирование шунта должно учитывать анатомо-физиологические особенности пациентов.

Ученые также исследовали механические свойства сосудистых трансплантатов. Свойства материала шунта также играют важную роль в прогнозировании результатов операции.