211service.com
Biologinis širdies stimuliatorių pakaitalas
Maždaug 200 000 žmonių Jungtinėse Amerikos Valstijose kasmet įsigyja širdies stimuliatorius, tačiau turint baterijomis valdomą aparatą, širdies valdymas toli gražu nėra optimalus, ypač vaikams, nes reikia kartoti operacijas.
Inžinerinis audinys užtikrina elektrinį ryšį tarp prieširdžių (neparodyta) ir skilvelių (kairėje). Implantuotos ląstelės rodomos tik žaliai, o širdies ląstelės yra raudonos ir žalios spalvos. Tokie audinių inžinerijos implantai gali pakeisti širdies stimuliatorius. (Douglas Cowan, Bostono vaikų ligoninės sutikimas.)
Remiantis naujais atradimais, raumenų ląstelės iš paties paciento audinių vieną dieną gali būti naudojamos kai kurioms širdies problemoms gydyti. Bostono vaikų ligoninės mokslininkai sukūrė būdą, kaip auginti skeleto raumenų ląsteles, kurios, implantuotos į žiurkių širdis, perduoda gyvybiškai svarbius širdies elektrinius signalus. Gydymas galiausiai gali padėti žmonėms, kurių širdies ritmas sutrikęs.
Kai plaka širdis, elektriniai impulsai pirmiausia generuojami viršutinėje širdies dalyje ir sklinda per raumenis, todėl viršutinės širdies kameros susitraukia. Tada signalas pasiekia nedidelį audinio gabalėlį, vadinamą atrioventrikuliniu (AV) mazgu, ir sekundės dalimi sulėtėja, todėl apatinės širdies kameros arba skilveliai prisipildo krauju. Tada signalas perduodamas į skilvelius, leidžiančius jiems susitraukti.
Deja, AV mazgo funkcija kartais sugenda. Pacientams, kuriems yra būklė, vadinama visiška širdies blokada, kurią gali sukelti vienas iš kelių veiksnių: širdies liga, vystymosi defektas ar sužalojimas operacijos metu, AV mazgas yra pakankamai pažeistas, todėl elektrinis signalas neperduodamas iš viršutinio į apatinės kameros, o širdis neveikia tinkamai.
Širdyje implantuoti širdies stimuliatoriai dažnai gali išspręsti problemą – jie pajunta elektrinį signalą viršutinėje širdies kameroje ir tada skatina apatinę kamerą susitraukti. Tačiau vaikams širdies stimuliatoriai turi tam tikrų trūkumų. Vaikas gali greitai peraugti prietaisą, todėl baterijas reikia keisti kas trejus–penkerius metus, todėl reikia kartoti operacijas. Norėjome pabandyti sukurti [korinio] elektros tiltą vaikams, turintiems AV mazgo problemų, sako Douglasas Cowenas , naujajam tyrimui vadovavęs Vaikų ligoninės ląstelių biologas.
Vienas didžiausių biologinės alternatyvos širdies stimuliatoriui privalumų yra tai, kad jis augs kartu su vaiku, sako Davidas Lathropas, aritmijų tyrimų grupės vadovas. Nacionalinis širdies plaučių ir kraujo institutas , Nacionalinių sveikatos institutų padalinys Bethesdoje, MD.
Kitos grupės taip pat kuria biologines širdies stimuliatorių alternatyvas. Tačiau Cowen technika gali pasiūlyti pranašumų, nes ji tiesiogiai perduoda pačios širdies elektrinius signalus, o ne generuoja naują elektrinį signalą, kaip tai daro širdies stimuliatorius. Coweno požiūris labiau primena įprastą širdies laidumo kelią, sako Lathropas. Dar per anksti pasakyti, kas šiuo metu yra geresnis. Jis priduria, kad abu metodus reikia toliau tobulinti, o klinikiniai tyrimai yra dar keleri metai.
Cowenas ir komanda paėmė iš žiurkių skeleto raumenų ląsteles ir perkėlė jas į specialiai sukurtą kolageno karkasą. Kai yra pastoliuose, ląstelės susilygina į kanalą ir išreiškia baltymą, kuris sukuria mažas poras tarp ląstelių, leidžiančias joms perduoti elektrinius signalus.
Kai šio inžinerinio audinio dalys buvo persodintos į žiurkių širdis, naujos ląstelės integravosi į esamą širdies audinį, sudarydamos elektrinius ryšius su esamomis ląstelėmis. (Žiurkės neturėjo širdies blokados; Cowen sako, kad žiurkių širdys yra per mažos, kad jame būtų širdies stimuliatoriai, kurie yra būtini, kad žiurkės, turinčios širdies blokadą, gyvuotų pakankamai ilgai, kad galėtų persodinti ląsteles.) Tyrėjai panaudojo optinį širdies vaizdą, kad parodytų, naujos ląstelės buvo elektra aktyvios ir iš esmės sudarė alternatyvią laidumo grandinę. Rezultatai skelbiami liepos mėnesio numeryje Amerikos patologijos žurnalas .
Cowanas ir komanda vis dar sprendžia kai kuriuos terapijos trūkumus. Jie turi sukurti ląstelių implantą, kuris imituotų trumpą AV mazgo uždelsimą, kuris yra labai svarbus tinkamam širdies funkcionavimui. Dabar jie išbando įvairių tipų ląsteles, pvz., kamienines ląsteles iš kraujo ar kaulų čiulpų, kurios gali būti nukreiptos į ląstelę, kuri labiau primena širdies ląstelę. Iš pradžių mokslininkai pasirinko skeleto raumenų ląsteles, nes jos yra lengvai įgyjamas išteklius – tokias ląsteles galima gauti iš pacientų, kuriems reikalingas širdies stimuliatorius, atliekant įprastą raumenų biopsiją ir jų nereikia kultivuoti specialiomis sąlygomis, kaip tai daroma su kamieninėmis ląstelėmis. .
Tyrėjai taip pat išbando terapiją su didesniais gyvūnais, kurių širdys yra labiau panašios į žmonių. Jie šiems gyvūnams sukels širdies blokadą ir implantuos jiems širdies stimuliatorius ir sukurtą skeleto audinį, kad nustatytų, ar inžinerinis audinys gali perimti širdies stimuliatorių.
Kuo mažiau kam nors įdėsite techninės įrangos, tuo geriau, sako Ivanas Vesely, biomedicinos inžinierius, kuris specializuojasi Los Andželo vaikų ligoninės širdies audinių inžinerijos srityje. Taigi, jei vienintelė problema yra trūkstamas laidumo kelias, labai prasminga bandyti pertvarkyti tą kelią, o ne visą širdį atiduoti širdies stimuliatoriui.