Механическая характеристика кровеносных сосудов и их заменителей в непрерывном поиске показателей, соответствующих физиологическим условиям: критический обзор

В течение последних 50 лет изучались новые биоматериалы и методы тканевой инженерии для создания альтернативных сосудистых протезов, воспроизводящих уникальные упругие механические свойства кровеносных сосудов. В научной литературе представлены значительные различия в методах механической характеристики, включая тип испытания, протокол и анализ данных, что затрудняет сопоставление результатов разных исследований, препятствует развитию и дальнейшему прогрессу этой области. Кроме того, механическую оценку протеза с учётом предполагаемого применения часто проводят в ограниченном объёме. В настоящем обзоре рассмотрены механические условия функционирования кровеносных сосудов, обсуждается их механическое поведение, обеспечивающее адекватный кровоток в организме (нелинейность, анизотропия, гистерезис и податливость), а также сопоставляются описанные в литературе механические свойства, полученные при испытаниях на сжатие, растяжение, релаксацию напряжения, ползучесть, динамический механический анализ, определение давления разрыва и динамической податливости. Показано, что механические свойства, определённые с помощью традиционных испытаний, не всегда адекватно отражают механические характеристики сосудистого протеза в процессе эксплуатации. Поэтому доступные методы испытаний можно стратегически применять на разных этапах разработки протеза: на ранних этапах отдавать предпочтение простоте метода, а на поздних — соответствию физиологическим условиям, по возможности соблюдая стандарты ISO в этой области. Систематическая механическая характеристика, ориентированная на поведение протеза в условиях реальной эксплуатации, остаётся одним из ключевых недостающих элементов в поиске сосудистых протезов с механическими свойствами, близкими к физиологическим.