Для замены клапанов у детей с пороками сердца до сих пор используются имплантаты из специально обработанных тканей животных. По мере роста ребенка и отложения кальция на их поверхности имплантаты приходят в негодность. Таким образом, до взрослого возраста, когда клапан заменяется на механический, маленькие пациенты сталкиваются с необходимостью проведения многочисленных хирургических вмешательств на сердце.
Ученые из Университета Миннесоты создали имплантат, который может расти вместе с ребёнком. Разработанный клапан представляет собой бесклеточную конструкцию на основе коллагена, которую заселяют собственные клетки организма. Для её создания в фибриновом геле культивируются донорские клетки, которые откладывают коллагеновую матрицу будущего трансплантата. Далее клетки удаляются, а готовая матрица может быть имплантирована в организм.
Пока исследования нового клапана были проведены только у ягнят. «Это первая демонстрация того, что клапан, имплантированный в модель крупного животного, в нашем случае ягненка, может расти вместе с животным во взрослой жизни», – говорит Зишан Сиэдайн, ведущий исследователь исследования и старший научный сотрудник Университета Миннесоты. По мнению ученого, главной проблемой таких имплантатов, является необходимость поддержания ими клапанной функции по мере роста организма, в котором цикл обновления клеток происходит около 40 миллионов раз за год.
По данным эксперимента, имплантированные в легочную артерию клапаны постепенно заселялись клетками и за год они вырастали до физиологических размеров: их диаметр увеличивался с 19 мм до 25 мм. Также за время исследования происходило увеличение длины створок клапанов на 17–34%, которое было отмечено с помощью ультразвуковой диагностики. Кроме того, разработанные конструкции практически не подвергались кальцификации и не вызывали образования тромбов, что характерно для других конструкций.
Роберт Транквилло, профессор кафедры биомедицинской инженерии и кафедры химической инженерии и материаловедения Университета Миннесоты, сообщил, что на следующем этапе ученые планируют провести у животных стандартную для большинства пациентов процедуру имплантации созданного клапана в правый желудочек сердца. В случае успеха в течение ближайших нескольких лет разработка пройдет дальнейшие испытания в клинических условиях.
По мнению Транквилло, изобретение улучшит не только жизнь детей с пороками развития сердца, но и их семей, которые сталкиваются с огромным стрессом от многочисленных операций. «Мы могли бы потенциально сократить количество операций, которые придется перенести этим детям, с пяти до одной», – говорит ученый.
