Revolučná 3D záplata so živými bunkami zachráni a vylieči srdce po infarkte

Srdcový infarkt je celosvetovo hlavnou príčinou úmrtí a aj tí, ktorí ho prežijú, často čelia trvalým následkom. Odumreté bunky srdcového svalu sú nahradené nepružným jazvovitým tkanivom, ktoré znižuje efektivitu srdca a v závažných prípadoch môže viesť až k jeho prasknutiu a zlyhaniu. Súčasné riešenia v podobe implantovateľných záplat síce dokážu poškodené miesto spevniť, no majú zásadný nedostatok.

Sú to len pasívne, inertné kusy materiálu, ktoré v tele zostávajú natrvalo ako cudzie teleso a nepodporujú skutočnú regeneráciu tkaniva. Nový vynález, nazvaný RCPatch, však prináša revolučný prístup, ktorý by mohol túto situáciu od základov zmeniť. Táto inovatívna záplata je výsledkom spojenia hneď niekoľkých vedných odborov. Jej základom je nosná kostra vytlačená na 3D tlačiarni z biodegradovateľného polyesterového metamateriálu.

Nejde však o obyčajnú štruktúru; vedci pomocou počítačových simulácií navrhli stovky potenciálnych mriežkových dizajnov, aby našli taký, ktorého mechanické vlastnosti, ako napríklad tuhosť, dokonale zodpovedajú vlastnostiam okolitého srdcového tkaniva. Táto kostra je následne napustená hydrogélom obsahujúcim živé, pulzujúce bunky srdcového svalu, ktoré boli vypestované v laboratóriu z kmeňových buniek.

Súčasťou záplaty je aj špeciálna sieťka, ktorá znižuje presakovanie krvi a zároveň poskytuje povrch, ktorý môžu chirurgovia jednoducho prišiť k srdcu. Najväčšou výhodou a kľúčovou inováciou je však jej schopnosť rozplynúť sa. Ako vysvetľujú výskumníci, kostra je navrhnutá tak, aby sa časom úplne rozložila a v tele nezostalo žiadne cudzie teleso. Cieľom je, aby po nej zostalo len novovytvorené, plne integrované a zdravé srdcové tkanivo.

Na rozdiel od tradičných implantátov, ako sú kardiostimulátory alebo umelé kĺby, ktoré sú trvalým riešením, táto technológia funguje ako dočasný katalyzátor. Jej úlohou je viesť a stimulovať vlastné regeneračné procesy tela a potom sa rozplynúť, čo je konečným cieľom medicíny – nie zvládať chorobu pomocou permanentného hardvéru, ale umožniť telu dosiahnuť skutočné biologické vyliečenie.

Účinnosť záplaty bola preukázaná v kľúčovom experimente, kde bola úspešne implantovaná na 8 mm otvor v ľavej komore bijúceho srdca ošípanej. Videozáznam ukázal, že krvácanie sa zastavilo takmer okamžite, čo potvrdilo štrukturálnu integritu záplaty aj pod tlakom reálneho krvného obehu.

Hoci ide o skoré štádium výskumu testované len na jednom zvierati a v krátkodobom horizonte, výsledky sú mimoriadne sľubné. RCPatch má potenciál stať sa regeneratívnou alternatívou, ktorá by mohla zásadne zmeniť prognózu pacientov po infarkte.

Zdroj: newatlas.com.

^{Zdroj Foto: Soft Robotics Lab/ETH Zurich}