Биологи применили технологию тканевой инженерии.
Группа исследователей из Университета Миннесоты (США) создала сердечные клапаны с использованием технологий тканевой инженерии. Это очень поможет детям, у которых были диагностированы проблемы с сердцем.
Ученые опубликовали результаты своих исследований и испытаний в издании Science Translational Medicine. Они сообщили в статье, что разработка была успешно опробована на растущих ягнятах.
Биологи работают над этим проектом уже несколько лет. В качестве основного материала они выбрали коллагеновые волокна, которые выращивали в лаборатории из фибробластов живой ткани. В результате ученые получили внеклеточный матрикс, из которого они "сшили" основу для имплантатов. После интеграции клапанов все зависело от организма — благодаря своим регенеративным способностям каркас наполнялся живыми клетками и трансформировался в ткани.
Исследователи говорят, что их развитие необходимо детям с заболеваниями сердца. Дело в том, что по мере взросления таким пациентам приходилось проходить несколько операций (до пяти, а то и больше) по замене искусственного клапана сердца — пока организм ребенка растет, имплантата нет. И теперь искусственный клапан сможет расти вместе с телом, как и положено. Но взрослым пациентам также нужны растущие клапаны, потому что механические клапаны изнашиваются. Также их наличие является своеобразным ограничивающим фактором при проведении различного рода медицинских процедур и манипуляций. Но если имплантированные клапаны состоят из почти реальной ткани, то никаких ограничений быть не должно.
Эксперимент был также успешным благодаря тому, что биологи поняли, как изменить форму искусственного клапана. Вместо конструкции "трубка в трубке" в первом варианте они сшили вместе три коллагеновые трубки диаметром 16 мм, а во втором варианте добавили еще один коллагеновый слой. Это сделало всю конструкцию более надежной и долговечной.
В ходе эксперимента 4 ягнятам в возрасте 4 месяцев были имплантированы клапаны, сшитые первым способом. Через 8 недель пришлось удалить 2 клапана, так как они стали слишком большими и неправильно выполняли свои функции. Еще два клапана работали правильно до 28 и 52 недель соответственно, но позже они также стали чрезмерно увеличены и были удалены. Во всех случаях результатом этого чрезмерного роста был сильный приток крови из легочного ствола обратно в правый желудочек сердца.
Второй вариант имплантата был установлен у 3 ягнят в возрасте 3,5 месяца. В течение 52-недельного испытательного периода имплантаты работали и росли правильно. За это время их диаметр увеличился с 19 до 25 мм, следуя росту самих ягнят. Ученые также отметили, что клапаны устойчивы к затвердеванию. Для сравнения, в том же исследовании одному ягненку был поставлен один из доступных в настоящее время в педиатрии имплантатов, и он умер в 11 недель из-за затвердевшего клапана и тромбоза.
Ранее мы сообщали о 5 новых робототехнических продуктах, которые удивили нас в 2021 году.
