За некоторыми экспериментальными исключениями, большинство искусственных сердечных клапанов производится из химически обработанных материалов животного происхождения, которые не меняются в размере, пока сердце ребенка становится больше год от года. В результате их периодически приходится заменять на более крупные версии при помощи операции на открытом сердце — эту процедуру порой приходится проводить до пяти раз, прежде чем ребенок достигнет совершеннолетия. Как и любая операция на сердце, она сопряжена с риском для жизни.
Новые сердечные клапаны-импланты для детей способны расти вместе с организмом владельца
Когда ребенку заменяют сердечный клапан, устройство не растет вместе с его организмом. Это означает, что его приходится заменять хирургическим путем несколько раз. Однако новое устройство, возможно, раз и навсегда решит эту проблему.
Ученые вырастили биоимпланты сердечных клапанов, способные становиться «естественной частью» организма хозяина — больше никаких операций
Ученые из Университета Миннесоты попытались решить эту проблему, объединив клетки овечьей кожи с гелеобразным белком, известным как фибрин, в специальном трубчатом биореакторе. Затем они внесли в среду белки фактора роста клеток, в результате чего смесь начала прорастать в пробирку с биологическим материалом.
После этого исследователи использовали детергент, чтобы вымыть овечьи клетки и оставить только трубчатую структуру, состоящую из коллагенового матрикса. Поскольку эта пробирка больше не содержит никаких клеток, иммунная система хозяина никак не отреагирует на нее при трансплантации – а это сразу нивелирует большую часть рисков.
Три таких трубки (каждая диаметром около 16 мм) впоследствии были соединены по бокам, а затем нарезаны поперечными ломтиками, чтобы сформировать кольцо. Ткань на внутренней стороне этого кольца была срезана, чтобы сформировать хлопающие «створки», подобные створкам естественного сердечного клапана.
Продолжение ниже
Видео
Продолжение
Когда полученные имплантаты были привиты к легочным артериям трех ягнят, клетки животных мигрировали в коллагеновую матрицу, по существу превращая ее в биологический материал каждого ягненка. Таким образом, имплантаты росли вместе с ягнятами: диаметр их кольца возрос от 19 до 25 мм в течение примерно 52 недель – испытания прошли успешно.
У имплантированных клапанов не нашли признаков кальцификации, которая обычно мешает работе уже существующих искусственных сердечных клапанов животного происхождения, а значит новая разработка намного надежнее.
Теперь ученые планируют имплантировать клапан прямо в правый желудочек ягненка, чтобы имитировать один из наиболее часто выполняемых операций по восстановлению сердца. В случае успеха через несколько лет могут последовать клинические испытания на людях.