Prototype graft, designet til at erstatte beskadigede hjerte fartøjer, viser lovende i celle undersøgelse

I en proof-of-concept undersøgelse, North Carolina State University forskere rapporterede lovende prækliniske resultater for en prototype af en vaskulær transplantat designet som en erstatning for en beskadiget eller blokeret koronararterie, som leverer blod til hjertet.

Resultaterne, som blev foretaget i samarbejde med forskere fra Case Western Reserve University, er en del af et forsøg på at udvikle en syntetisk graft, der kan erstatte en beskadiget eller blokeret koronararterie, når en patients egne fartøjer ikke er tilgængelige som levedygtige udskiftninger efter et hjerteanfald. I sidste ende er transplantatet udformet som et stillads til støtte i regenerering af patientens egne blodkar. Og mens deres arbejde er stadig i de tidlige stadier, forskerne sagde deres design vil bidrage til at flytte feltet fremad.

I tidsskriftet Materials Science and Engineering: C rapporterede forskerne, at de lavede deres prototype vaskulære graft ved at strikke et kollagenmateriale med et syntetisk garn. De fandt deres design viste forbedret styrke i forhold til en model, der brugte kollagen materiale alene, og fleksibilitet, der i forhold til den menneskelige koronararterie. Også, i undersøgelser med humane endotelceller, de så øget vækst og vedhæftning af celler på transplantatet, hvilket indikerer, at det kunne støtte i regenerering af koronararterie foring.

“Vi ser dette som en ny retning for forskning i koronararterie udskiftning grafts,” sagde undersøgelsens ledende forfatter Martin King, professor i biotextiles og tekstilteknologi på NC State. “Brugen af kollagengarn er meget ny. Vi stolede ikke kun på ét materiale, men vi blandede materialerne sammen og viste, at de to garner kan give både mekanisk styrke og den biologiske respons, som vi leder efter.”

I øjeblikket, forskere sagde “guld standard” er at bruge en patients eget blodkar, såsom en vene fra benet eller brystarterien, at erstatte koronararterie, men nogle patienter ikke har levedygtige blodkar, der kan høstes og anvendes.

“Der er behov for at finde en alternativ løsning for denne form for patient,” sagde Fan Zhang, undersøgelsens første forfatter og kandidat studerende på NC State. “Det er derfor, vi søger at bruge væv-manipuleret vaskulære grafts.”

Der er flere udfordringer til at designe en syntetisk vaskulær graft, der kunne erstatte en koronararterie, forskerne sagde. Nogle modeller har undladt på grund af problemer med koagulation og forsnævring af arterierne. I mellemtiden er andre modeller ikke i stand til at strække og slappe af med det bankende hjerte.

“Den koronararterie er kun omkring tre til fire millimeter i diameter, så det er en meget fin arterie, og det er meget nemt for det at få blokeret,” King sagde. “Spørgsmålet er: Har vi materialer, der vil tjene som en kanal uden at provokere denne koagulation på arterievæggen? Det er en af udfordringerne. Den anden er, at hjertet hele tiden ekspanderer og udvikler sig, så vi har brug for en struktur, der kan strække og slappe af med hvert hjerteslag.”

For at udvikle deres design, NC state efterforskere samarbejdede med forskere på Case Western Reserve, der har designet en biologisk garn lavet af kollagen. De kombinerede, at kollagen garn med en syntetisk fiber lavet af polylatsyre, som er “biokompiselig.” Når det nedbrydes, det danner mælkesyre, forskere sagde, som let tolereres, fordi musklerne i vores kroppe løbende generere mælkesyre.

Forskere sagde deres model er designet til at danne et midlertidigt stillads, der kan regenerere en celle foring ligner patientens egne blodkar.

“Vi er ikke at designe en prototype, der er et “endeligt produkt,” vi lægger i de ingredienser, der vil gøre det muligt for patienten at helbrede, og bruge denne konstruktion til at helbrede og fungere som en koronararterie,” King sagde. “Fibrene ville i sidste ende nedbrydes og blive absorberet i kroppen.”

Forskere fandt, at ved at strikke kollagen fibre sammen med den syntetiske PLA garn, menneskelige endotelceller holdt sig til stilladset 10 gange så meget som til det syntetiske garn alene. Eksperimentet viste også tre gange større cellevækst efter vedhæftning.

 

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *