Emma is een freelance journalist uit Florida en levert bijdragen aan The Scientist. Emma is afgestudeerd aan de Master Science and Medical Journalism van Boston University en heeft zich beziggehouden met microbiologie, ...

Lees meer over ons beleidsbeleid.

BOVEN: De hartklepvervanging ontwikkeld door Tranquillo en collega's SYEDAIN, ET AL., TRANQUILLO LAB, UNIVERSITY OF MINNESOTA

Een nieuw type kunstmatige hartklep, getransplanteerd in, behield de functie en gegroeid tot een jaar lang met de dieren mee, genoemdn onthuld op 17 maart in Science Translational Medicine.

"Voor pediatrische patiënten die klepvervangingen nodig hebben, is een door gevormde klep die met de patiënt meegroeit en mogelijk door de eigen cellen van de patiënt kan worden bevolkt, de heilige graal", zegt Daniel Levi, een kindercardioloog bij UCLA Health die dat niet was. betrokken bij de studie. Maar, onderscheid hij, "We zien vaake resultaten in het laboratorium en kunnen worden gerepliceerd."

Er zijn twee hoofdopties voor patiënten die hartklepvervanging nodig hebben: een puur mechanische klep, die het risico op bloedstolsels daadwerkelijke, en een bioprothetische optie gemaakt van dierlijk weefsel. Geen van beide zal lang duren bij een opgroeiend soort. De mechanische klep heeft een vaste maat en de bioprothetische klep kan niet groeien na behandeling om te voorkomen dat het immuunsysteem van het soort het afstoot, wat betekent dat de patiënt snel zal ontgroeien en een nieuwe operatie nodig heeft om deze te vervangen.

"Er is geen klep met groeicapaciteit", zegt Robert Tranquillo, een biomedisch ingenieur aan de Universiteit van Minnesota en hoofdauteur van de nieuwe studie. "Dit is al 20 jaar een missie voor ons, om te proberen een materiaal te vinden dat kan groeien en ontworpen."

Om een ​​blijvende vervanging te ontwikkelen, lang huidcellen van een donorlam in een buisvormige gel in een bioreactor. Na acht weken spoelde het team de cellen weg, snelle collageenstructuren met groeifactoren achterbleven. Vervolgens naaiden de onderzoekers drie buizen aan elkaar en sneden ze bij om flappen te maken die open en dicht gingen zoals hartkleppen. Eenmaal geïmplanteerd, bevolkte de eigen cellen van de dieren het apparaat, de noodzaak om de groeide behandeling te stoppen, werd voltooid.

Het experiment kende twee fasen. Eerst implanteerde het team de kleppen in de lange slagaders van vier lammeren. Terwijl idealiter de kleppen met de dieren in lengte zou groeien, zou een toename in diameter de functie van de klep kunnen verminderen door regurgitatie te staan ​​​​- bloed dat de weg terug door de klep lekt - en feitelijk dat gebeurde. Slechts één klep de volledige 52 weken van het onderzoek vol. De weken de andere drie verwijderen na 4, 12 weken en 28 omdat hun diameter groter werd en de regurgitatie zwaarder werd.

In de hoop de levensduur van de kleppen te verlengen, het team een ​​andere drie omhulde als een huls, die volgens hen de binnenkleppen beschermde tegen een deel van de mechanische belasting die de eerste sets ontwikkeld. Van de drie lammeren die deze dubbellaagse kleppen kregen, konden er twee de volledige 52 weken hun kleppen houden. De derde moest na 44 weken verwijderd worden omdat de functie begon te verslechteren. Echografie beelden ook in lengten naarmate de lammeren ouder werden.

"Twee van de drie lammeren transacties van de gehele implantatieperiode van 52 wat betekent dat het lam uitgroeide tot een volwassen schaap en zijn maximaal gegroeid", zegt Tranquillo. Er was een kleine hoeveelheid regurgitatie, maar hij dat bij de twee lammeren die de kleppen 52 weken begint, het "milde lekkage was, wat wezenlijk belangrijk is."

Als controle van de onderzoekers ook nog twee lammeren met apparaten die zijn opgesteld op de markt zijn: een verticale opgestelde klep van een koe en een chemische gebaseerde klep van een varken. Het lam met de runderklep stierf na 11 weken als gevolg van verkalking van de klep en een afgeleide apparaat na 20 weken werd verwijderd omdat de functie ervan voortvloeit. "Ondanks het kleine aantal geteste kleppen, was de directe vergelijking met een bestaande therapie in deze studie belangrijk om te verbeteren van levende klepimplantaten voor ten opzichte van bestaande prothesen", schrijft Carlijn Bouten, een medische ingenieur de bio Universiteit Eindhoven. in Nederland die niet bij het onderzoek betrokken was, in een e-mail aan The Scientist.

Voorlopig werkt Tranquillo samen met een bedrijf dat hetzelfde materiaal uitgewerkt om te werken, toekomstig ontwikkelt ontwikkelt projecten om te werken als klep voor kinderen in de toekomst te verbeteren. Het team heeft nog een studie gepland bij lammeren, en als alles goed gaat, wil het de klep in klinische proeven uitvoeren.

Christopher Breuer, een kinderchirurg die gespecialiseerd is in tissue engineering in het Nationwide Children's Hospital in Ohio en die niet bij het onderzoek betrokken was, dat dierproeven vaak moeilijk te repliceren zijn bij mensen. Toch omvat hij het onderzoek “een belangrijke stap voorwaarts in de ontwikkeling van de technologie. . . dat brengt ons hopelijk een stap dichter bij het kunnen maken van hartkleppen met groeicapaciteit voor gebruik bij kinderen.”

R. Tranquillo, et al., "Kinderleidingen met drie buizen gemaakt van door fibroblasten geproduceerde extra cellulaire matrix, gedurende 52 weken bij opgroeiende lammeren", Sci Transl Med, doi: 10.1126/scitranslmed.abb7225, 2021.

© 1986–2021 De wetenschapper. Alle rechten voorbehouden.