Лечение ягнят: на животных удачно протестировали растущие искусственные сердечные клапаны

Команда дослідників з університету Міннесоти (США) створила серцеві клапани за допомогою технологій тканинної інженерії. Це дуже допоможе дітям, яким діагностували ваду серця.

Учені опублікували результати своїх досліджень і тестів у виданні Science Translational Medicine. Вони повідомили в статті про те, що розробка успішно пройшла випробування на зростаючих ягнятах.

Біологи протягом декількох років працювали над цим проектом. У ролі основного матеріалу вони вибрали колагенові волокна, які в лабораторних умовах вирощувалися з фібробластів живої тканини. У підсумку вчені отримали позаклітинний матрикс, з якого "зшили" основу для імплантатів. Після інтеграції клапанів справа залишалася за організмом — завдяки його регенеративним здібностям, каркас заповнювався живими клітинами і перетворювався в тканину.

Дослідники говорять, що їхня розробка необхідна дітям з вадою серця. Справа в тому, що в міру дорослішання таким пацієнтам доводилося переносити кілька операцій (до п'яти, а то й більше) із заміни штучного серцевого клапана — у той час, як дитячий організм росте, імплантат — ні. А тепер штучний клапан зможе рости разом з організмом, як і належить. Але і дорослим пацієнтам зростаючі клапани теж потрібні, адже механічні клапани зношуються. Також їхня наявність є є свого роду обмежувальним фактором при проведенні різного роду медпроцедур і маніпуляцій. Але якщо імплантовані клапани складаються з практично справжньої тканини, то ніяких обмежень бути не повинно.

Експеримент увінчався успіхом ще й завдяки тому, що біологи зрозуміли, як треба змінити форму штучного клапана. Замість конструкції "трубка в трубці", в першому варіанті вони пошили разом три колагенових трубки діаметром 16 мм, а в другому варіанті додали ще один колагеновий шар. Це зробило всю конструкцію більш надійною і міцною.

У ході експерименту 4-м ягнятам віком 4-х місяців імплантували клапани, зшиті першим способом. Через 8 тижнів 2 клапани довелося видалити, тому що клапани виросли занадто великими і виконували свою функції некоректно. Ще два клапани працювали коректно до 28 і 52 тижнів, але пізніше теж надмірно збільшилися і їх видалили. У всіх випадках наслідком такого надмірного зростання став сильний закид крові з легеневого стовбура назад у правий шлуночок серця.

Другий варіант імплантату встановили 3-м ягнятам віком 3,5 місяці. Протягом 52 тижнів, таким був випробувальний термін, імплантати працювали і росли правильно. За цей час їхній діаметр збільшився з 19 до 25 мм слідом за зростанням самих ягнят. Учені також зазначили, що клапани виявилися стійкими до затвердіння. Для порівняння, у рамках цього ж дослідження одному ягняті поставили один з доступних на той момент у педіатрії імплантатів, і воно померло вже на 11 тижні через затверділий клапан і тромбоз.

Раніше ми повідомляли про 5 новинок робототехніки, які здивували нас у 2021 році.