Ученые представили искусственные сердечные клапаны, которые могут расти вместе с сердцем

Биологи представили искусственные сердечные клапаны, которые могут расти вместе с сердцем. Такие имплантаты необходимы детям с пороками сердца. Сейчас растущим пациентам приходится раз за разом переносить операции по замене клапанов. Об этом пишет  N+1.

Ученые успешно протестировали имплантаты, полученные с помощью тканевой инженерии, на растущих ягнятах. Работа опубликована в Science Translational Medicine.

Проблемы

Взрослым пациентам с нарушениями работы сердечных клапанов доступны механические имплантаты из различных материалов. При этом по установке которых — достаточно рутинная процедура. Для детей же с подобными пороками сердца доступны только искусственные клапаны из зафиксированных тканей животных. К тому же они твердеют со временем и из-за этого теряют свою функциональность.

Однако, это не единственная проблема.  Дети растут, увеличиваются в размерах их сердца, а искусственные клапаны вырасти не могут. В результате пациентам приходится регулярно проходить инвазивную операцию по замене клапана — от одного до пяти раз. А иногда и больше.

Команда биологов под руководством Роберта Транкилло (Robert Tranquillo) из Миннесотского университета уже не первый год ведет разработку новых сердечных клапанов, которые бы подстраивались под растущий детский .

Для получения материала для клапанов исследователи предлагают выращивать в лабораторных условиях из фибробластов ткани. Они образовывают внеклеточный матрикс — сеть коллагеновых волокон. Клетки с этого каркаса можно смыть, а из оставшегося матрикса «сшить» основу для имплантата. Дальше в игру вступают регенеративные способности организма, который получает имплантат. Клетки реципиента заселяют каркас и образуют новую функциональную ткань.

Ранее ученые уже испытывали сердечные клапаны из такого материала на ягнятах. Но, судя по результатам работы, тогда они просчитались с формой клапанов. Выяснилось, что  в период между 12 и 22 неделями испытаний имплантаты не выдерживали нагрузки.

Попытка решения

Теперь группа Транкилло пересмотрела дизайн искусственного клапана. Вместо «трубки-в-трубке» биологи сшили вместе три коллагеновых трубки диаметром в 16 миллиметров. И визуально, и согласно результатам компьютерного моделирования новая конструкция обещала быть прочнее.

Кроме того, конструкцию представили в двух вариантах. Причем во втором добавили еще один коллагеновый слой, рукав вокруг клапана.

Первый вариант искусственного клапана имплантировали четырем ягнятам в возрасте четырех месяцев. У двух животных размер клапана слишком сильно увеличился и потерял в функциональности к 4 и 12 неделе испытания. А спустя 8 недель эти имплантаты пришлось удалить.

Еще два клапана хорошо проработали до 28 и 52 недели, соответственно, но затем их диаметр также чрезмерно увеличился. Во всех случаях следствием такого избыточного роста стал сильный заброс крови из легочного ствола обратно в правый желудочек сердца.

Второй вариант имплантата установили трем ягнятам в возрасте трех с половиной месяцев. Через 52 недели имплантаты удалили не из-за возникших проблем, а по плану исследования. При этом обратный ток крови был легким или средним у всех трех животных. За это время диаметр клапанов увеличился с 19 до 25 миллиметров вслед за ростом самих ягнят.

Несмотря на небольшой размер выборки, результат испытания второго варианта имплантата вселяет в исследователей оптимизм.  Что вызывает оптимизм, это то, что  выживаемость животных заметно улучшилась. Кроме того, клапаны, представленные учеными, оказались устойчивыми к затвердению. Для сравнения, в рамках этого же исследования одному ягненку поставили один из доступных на данный момент в педиатрии имплантатов.  Но он умер уже на 11 неделе из-за затвердевшего клапана и тромбоза.

Ранее другая команда биологов представляла «растущие» сердечные клапаны из искусственного материала. Причем уже проверенного в клинической практике политетрафторэтилена. Тогда исследование тоже провели на ягнятах, но в течение лишь восьми недель.


Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Поделиться