Bio odbúrateľná náplasť na opravu vrodených srdcových chýb u dojčiat
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 30. 11. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Výskumníci vyvinuli biologicky degradovateľnú náplasť vyrobenú z ľudských buniek, ktorá by sa jedného dňa mohla použiť na korekciu vrodených srdcových chýb u dojčiat. Tým by sa obmedzila potreba viacerých invazívnych operácií a technológia by prekonala súčasné neživé a nerozložiteľné náplasti.
Celosvetovo vrodené srdcové chyby postihujú približne deväť z každých 1 000 narodených detí. Vrodená srdcová chyba sa vzťahuje na skupinu defektov prítomných pri narodení, ktoré sú spôsobené tým, že sa srdce počas tehotenstva nevyvíja správne. Zatiaľ čo jednoduché defekty často nevyžadujú liečbu, niektoré komplexné defekty vyžadujú invazívne operácie vykonávané počas niekoľkých rokov, zvyčajne začínajúce v prvom roku života dieťaťa.
Niektoré z týchto operácií vyžadujú implantáciu srdcovej náplasti, ktorá je v súčasnosti vyrobená z neživých, nerozložiteľných materiálov, ktoré nerastú so srdcom pacienta a sú náchylné na zlyhanie v dôsledku neschopnosti integrovať sa so srdcovým tkanivom. Na vyriešenie týchto problémov vyvinuli výskumníci z Coloradskej univerzity biologicky degradovateľnú náplasť vyrobenú z vlastných buniek pacienta. Náplasť je pritom navrhnutá tak, aby korigovala ischemickú srdcovú chorobu, obmedzovala invazívne operácie a prekonala súčasné náplasti.
„Konečným cieľom je vyrobiť v laboratóriu kultivované srdcové tkanivo z pacientových vlastných buniek, ktoré možno použiť na reštrukturalizáciu srdca na korekciu srdcových defektov,“ povedal Jeffrey Jacot, zodpovedajúci autor štúdie. „Akékoľvek náplasti, ktoré nie sú nahradené zdravým tkanivom pred ich degradáciou, nevyhnutne zlyhajú a vedú k dlhodobým komplikáciám“.
Inžinierstvo tkaniva myokardu predstavuje niektoré jedinečné výzvy. Po prvé, srdce je štrukturálne asymetrické a má obmedzenú regeneračnú schopnosť a masívne metabolické nároky. Po druhé, lešenia používané na opravu srdcových defektov v plnej hrúbke musia čeliť výzve drsného mechanického prostredia, ktoré zahŕňa vysoké tlaky, cyklické namáhanie a priamy kontakt s krvou. A po tretie, náplasti vyrobené pomocou tkanivového inžinierstva musia byť funkčné od okamihu, keď sú implantované.
S ohľadom na tieto výzvy výskumníci použili elektrostatické zvlákňovanie, čo je vytváranie nanovlákien aplikáciou elektriny do tekutého roztoku, na vytvorenie hrubého, porézneho skeletu z biodegradovateľného polykaprolaktónu a naplnili ho fibrínom, proteínom, ktorý je hlavným súčasť krvných zrazenín. Na lešenie sa potom naočkovali ľudské indukované pluripotentné kmeňové bunky, u ktorých sa po troch týždňoch pozorovalo, že sú viac ako v polovici lešenia. Okrem toho lešenie podporovalo spontánne kontrahovanie kardiomyocytov odvodených od indukovaných pluripotentných kmeňových buniek a podporovalo zhrubnutie tkaniva.
„Zistilo sa, že lešenie je mechanicky dostatočné na opravu srdcovej steny,“ povedal Jacot. „Vaskulárne bunky boli schopné infiltrovať viac ako do polovice lešenia v statickej kultúre do troch týždňov“.
Zatiaľ čo náplasť vyžaduje ďalšie testovanie pred testovaním na ľuďoch, vedci sú optimistickí, že to bude rozhodujúce pre vývoj nových spôsobov liečby vrodených srdcových chýb a iných srdcových stavov.
„Toto je prvá úspešná demonštrácia veľmi hrubej, poréznej elektrostatickej náplasti špeciálne pre inžinierstvo srdcového tkaniva,“ povedal Jacot.
Štúdia bola nedávno publikovaná v magazíne Materials Today.
