Новые сердечные клапаны-импланты для детей способны расти вместе с организмом владельца
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.
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.
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.
Ученые вырастили биоимпланты сердечных клапанов, способные становиться «естественной частью» организма хозяина — больше никаких операций