To plaster na serce. Łata uszkodzenia i naprawia tkankę
Naukowcy ETH Zurich w Szwajcarii opracowali biodegradowalną łatkę serca drukowaną w 3D, która nie tylko zamyka uszkodzone fragmenty mięśnia sercowego, ale także wspiera regenerację tkanek. Badanie, opublikowane w czasopiśmie Advanced Materials, pokazuje, że nowe rozwiązanie może stać się bezpieczniejszą alternatywą dla obecnie stosowanych materiałów chirurgicznych.
Zawał mięśnia sercowego pozostaje wiodącą przyczyną zgonów na świecie, a osoby, które go przeżywają, często borykają się z obniżoną wydolnością serca, spowodowaną śmiercią komórek mięśnia sercowego i powstaniem blizn. W skrajnych przypadkach może dojść nawet do pęknięcia ściany serca, wymagającego natychmiastowej operacji.
Problem niewydolności serca po zawale
Dlatego zespół badawczy opracował implantowalną łatkę o nazwie RCPatch, drukowaną w technologii 3D z biodegradowalnego i biokompatybilnego poliestrowego materiału, którego sztywność można dostosować do otaczającej tkanki serca. Do rusztowania wprowadzono hydrożel na bazie fibryny, zawierający komórki mięśnia sercowego pochodzące z pluripotencjalnych komórek macierzystych (iPSC-CMs). Dodatkowo, na łatce znalazła się siateczka nasączona hydrożelem fibrynowym, która zmniejszała ryzyko krwawienia i umożliwiała jej chirurgiczne przyszycie.
Dużą zaletą naszego rusztowania jest to, że całkowicie ulega degradacji po połączeniu się komórek z tkanką. Oznacza to, że w ciele pacjenta nie pozostaje obce ciało
Testy laboratoryjne, ograniczenia i potencjał
Łatkę hodowano w laboratorium aż do momentu, gdy komórki serca zaczęły się kurczyć, a proces ten trwał około trzech dni. Następnie oceniano wytrzymałość łatki przy powtarzającym się rozciąganiu i ściskaniu, imitującym uderzenia serca. W kolejnym kroku RCPatch przeszczepiono na 8-milimetrową dziurę w lewej komorze serca świni. Badania wykazały, że po przyszyciu łatki krwawienie z dziury zatrzymało się niemal natychmiast, a łatka zachowała integralność strukturalną nawet przy prawdziwym ciśnieniu krwi.
Badanie jest wciąż wczesnym etapem proof-of-concept, przeprowadzonym na jednym zwierzęciu i w krótkim okresie czasu. Nie wiadomo jeszcze, jak łatka zachowa się przy większych lub nieregularnych uszkodzeniach oraz jak wspiera funkcjonalną regenerację serca w dłuższym okresie. Mimo to RCPatch ma potencjał, aby stać się biodegradowalną, regeneracyjną alternatywą dla łatek pochodzenia zwierzęcego, umożliwiając naprawę komór serca po zawale i zmniejszając ryzyko poważnych powikłań.
Nasz cel był jasny - stworzyć łatkę, która nie tylko zamyka defekt, ale również pomaga go całkowicie naprawić
