Лечение ягнят: на животных удачно протестировали растущие искусственные сердечные клапаны

Команда исследователей из Миннесотского университета (США) создала сердечные клапаны при помощи технологий тканевой инженерии. Это очень поможет детям, которым диагностировали порок сердца.

Ученые опубликовали результаты своих исследований и тестов в издании Science Translational Medicine. Они сообщили в статье о том, что разработка успешно прошла испытания на растущих ягнятах.

Биологи в течение нескольких лет работали над данным проектом. В качестве основного материала они выбрали коллагеновые волокна, которые в лабораторных условиях выращивались из фибробластов живой ткани. В итоге, ученые получили внеклеточный матрикс, из которого "сшили" основу для имплантатов. После интеграции клапанов дело оставалось за организмом — благодаря его регенеративным способностям, каркас заполнялся живыми клетками и преобразовывался в ткань.

Исследователи говорят, что их разработка необходима детям с пороком сердца. Дело в том, что по мере взросления, таким пациентам приходилось переносить несколько операций (до пяти, а то и больше) по замене искусственного сердечного клапана — в то время, как детский организм растет, имплантат — нет. А теперь искусственный клапан сможет расти вместе с организмом, как и положено. Но и взрослым пациентам растущие клапаны тоже нужны, ведь механические клапаны изнашиваются. Также их наличие является является своего рода ограничительным фактором при проведении разного рода медпроцедур и манипуляций. Но если имплантированные клапаны состоят из практически настоящей ткани, то никаких ограничений быть не должно.

Эксперимент увенчался успехом еще и благодаря тому, что биологи поняли, как следует изменить форму искусственного клапана. Вместо конструкции "трубка в трубке", в первом варианте они сшили вместе три коллагеновых трубки диаметром в 16 мм, а во втором варианте добавили еще один коллагеновый слой. Это сделало всю конструкцию более надежной и прочной.

В ходе эксперимента, 4-м ягнятам в возрасте 4-х месяцев имплантировали клапаны, сшитые первым способом. Через 8 недель 2 клапана пришлось удалить, т.к. клапаны выросли слишком большими и выполняли свою функции некорректно. Еще два клапана работали корректно до 28 и 52 недели, соответственно, но позже тоже чрезмерно увеличились и их удалили. Во всех случаях следствием такого избыточного роста стал сильный заброс крови из легочного ствола обратно в правый желудочек сердца. 

Второй вариант имплантата установили 3-м ягнятам в возрасте 3,5 месяцев. В течение 52 недель, таким был испытательный срок, имплантаты работали и росли правильно. За это время их диаметр увеличился с 19 до 25 мм вслед за ростом самих ягнят. Ученые также отметили, что клапаны оказались устойчивыми к затвердению. Для сравнения, в рамках этого же исследования одному ягненку поставили один из доступных на данный момент в педиатрии имплантатов, и он умер уже на 11 неделе из-за затвердевшего клапана и тромбоза.

Ранее мы сообщали о 5-ти новинках робототехники, которые удивили нас в 2021 году.