1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ученые нашли секрет производства идеальных сердечных клапанов

Ученые нашли секрет производства идеальных сердечных клапанов

Сердце человека имеет четыре клапана — тонкие мембраны, которые постоянно открываются и закрываются, чтобы контролировать кровоток, проходящий через сердце. Когда клапаны не функционируют должным образом, кровоток в организме нарушается, что может привести к сердечной недостаточности, инсульту или внезапной смерти.

Если клапаны повреждены действительно серьезно, то починить их нельзя; хирургическая замена — единственный вариант. Сегодня у врачей есть два варианта замены: механические клапаны, которые требуют пожизненного использования разжижающих кровь препаратов; и биологические клапаны, сделанные из ткани сердца коровы, свиньи или человека, которые, как правило, заменяются каждые 10-15 лет из-за того, что изнашиваются куда быстрее «родных».

Каждая операция по замене клапана — это риск, поэтому ученые не переставая искали методы разработки более совершенных клапанов. Но несмотря на успехи в выращивании органоидов, достичь «полностью натурального эффекта» все равно не удавалось.

В связи с этим интересное открытие совершили специалисты из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Ученые надеются, что секрет естественных клапанов наконец-то найден. Сперва исследователи обнаружили, что сердечная трубка — форма, которую принимает эмбриональное сердце, прежде чем начинает перекачивать кровь, — способствует выработке клеток-предшественников крови.

Сам по себе данный факт не особо примечателен. Однако известно, что те же самые клетки-предшественники крови в гораздо большем количестве генерируются в других частях развивающегося зародыша. Для чего нужно такое «производственное дублирование» долгое время было неясно.

Но наконец, с помощью сложных опытов ученым удалось выяснить, что клетки-предшественники крови, производимые сердцем, все же имеют одну особенность по сравнению с аналогами, вырабатываемыми в других частях организма. «Сердечные» клетки продуцируют особые макрофаги.

Макрофаги (с греческого, «большие едоки») находятся в тканях и перемещаются по крови в организме, разыскивая и поедая вредные, поврежденные или ненужные клетки. Выяснилось, что «сердечные макрофаги» поглощают лишние клетки в тканях сердца, делая клапаны тонкими и сверхэффективными. Этот процесс начинается у эмбриона и продолжается после рождения; макрофаги остаются в клапанах, чтобы поддерживать их форму в течение всей жизни.

Чтобы проверить, насколько важны макрофаги для формирования и ремоделирования клапана, ученые заблокировали их производство в сердечной трубке. Обнаружилось, что другие макрофаги организма тоже попадали в сердце, но были малоэффективны в ремоделировании клапанов. Без производства «сердечных макрофагов» клапаны так и оставались оставались толстыми и неповоротливыми.

Читать еще:  Грецкие орехи полезны для гипертоников

Ученые говорят, что сердечные макрофаги — та самая недостающая часть пазла, которая объясняет, как природа делает наши клапаны столь совершенными. Специалисты считают, что лабораторное выращивание таких макрофагов позволит создавать биоклапаны высочайшего качества, которые будут работать гораздо дольше обычных.

Ученые нашли секрет производства идеальных сердечных клапанов

Ученые нашли секрет производства идеальных сердечных клапанов

Сердце человека имеет четыре клапана — тонкие мембраны, которые постоянно открываются и закрываются, чтобы контролировать кровоток, проходящий через сердце. Когда клапаны не функционируют должным образом, кровоток в организме нарушается, что может привести к сердечной недостаточности, инсульту или внезапной смерти.

Если клапаны повреждены действительно серьезно, то починить их нельзя; хирургическая замена — единственный вариант. Сегодня у врачей есть два варианта замены: механические клапаны, которые требуют пожизненного использования разжижающих кровь препаратов; и биологические клапаны, сделанные из ткани сердца коровы, свиньи или человека, которые, как правило, заменяются каждые 10-15 лет из-за того, что изнашиваются куда быстрее «родных».

Каждая операция по замене клапана — это риск, поэтому ученые не переставая искали методы разработки более совершенных клапанов. Но несмотря на успехи в выращивании органоидов, достичь «полностью натурального эффекта» все равно не удавалось.

В связи с этим интересное открытие совершили специалисты из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Ученые надеются, что секрет естественных клапанов наконец-то найден.

Сперва исследователи обнаружили, что сердечная трубка — форма, которую принимает эмбриональное сердце, прежде чем начинает перекачивать кровь, — способствует выработке клеток-предшественников крови.

Сам по себе данный факт не особо примечателен. Однако известно, что те же самые клетки-предшественники крови в гораздо большем количестве генерируются в других частях развивающегося зародыша. Для чего нужно такое «производственное дублирование» долгое время было неясно.

Но наконец, с помощью сложных опытов ученым удалось выяснить, что клетки-предшественники крови, производимые сердцем, все же имеют одну особенность по сравнению с аналогами, вырабатываемыми в других частях организма. «Сердечные» клетки продуцируют особые макрофаги.

Макрофаги (с греческого, «большие едоки») находятся в тканях и перемещаются по крови в организме, разыскивая и поедая вредные, поврежденные или ненужные клетки. Выяснилось, что «сердечные макрофаги» поглощают лишние клетки в тканях сердца, делая клапаны тонкими и сверхэффективными. Этот процесс начинается у эмбриона и продолжается после рождения; макрофаги остаются в клапанах, чтобы поддерживать их форму в течение всей жизни.

Чтобы проверить, насколько важны макрофаги для формирования и ремоделирования клапана, ученые заблокировали их производство в сердечной трубке. Обнаружилось, что другие макрофаги организма тоже попадали в сердце, но были малоэффективны в ремоделировании клапанов. Без производства «сердечных макрофагов» клапаны так и оставались оставались толстыми и неповоротливыми.

Читать еще:  Уролог-андролог в Москве - записаться на прием и консультацию к врачу-андрологу: цена

Ученые говорят, что сердечные макрофаги — та самая недостающая часть пазла, которая объясняет, как природа делает наши клапаны столь совершенными. Специалисты считают, что лабораторное выращивание таких макрофагов позволит создавать биоклапаны высочайшего качества, которые будут работать гораздо дольше обычных.

Робокатетер научился искать сердечные клапаны на ощупь

Группа ученых из Бостонской детской больницы разработали и успешно испытали на свиньях автономный роботизированный катетер, который способен самостоятельно на ощупь ориентироваться внутри сердца и находить сердечные клапаны. Подробности о проделанной работе исследователи, под руководством Георгиоса Фагогениса (Georgios Fagogenis), опубликовали в Science Robotics. Испытания катетера на автономное обнаружение клапанов проводились на бьющихся сердцах йоркширских свиней.

Современные операции в полости сердца могут проводиться по двум технологиям: малоинвазивной и трансстернальной. В последнем случае доступ к сердцу открывается через разрезанную грудину. Трансстернальное оперативное вмешательство требует длительного восстановительного периода и иногда может быть сопряжено с осложнениями. Малоинвазивное вмешательство обычно проводится с помощью управляемых гибких катетеров, которые заводятся в полость сердца либо через прокол между ребрами и около верхушки сердца, либо через прокол в крупном сосуде, например, бедренной артерии.

Чаще всего малоинвазивные операции сегодня используются для замены одного из клапанов сердца (обычно митрального, который чаще имеет врожденные или приобретенные повреждения), а также при ангиопластике, стентировании, стенозах клапанов и для устранения дефекта межпредсердной перегородки. Восстановительный период после малоинвазивных операций на сердце обычно довольно короток и обычно не доставляет серьезного беспокойства пациентам.

Малоинвазивные операции на сердце как правило сопряжено со множеством сложностей, наиболее серьезной из которых является ориентирование внутри сосудистой сети и в полости сердца. Такие операции проводятся без остановки сердца, и кровяной ток сильно снижает визуальное ориентирование. Контроль продвижения катетера как правило проводится с помощью эхокардиографии, однако такой метод может не давать четкой визуализации: при бьющемся сердце происходит движение тканей и крови, что ухудшает качество изображения.

Гибкий робокатетер, разработанный учеными из Бостонской детской больницы, способен ориентироваться в полости сердца на ощупь, сперва обнаруживая стенку, а затем медленно продвигаясь вдоль нее. Для этого исследователи установили на кончике катетера датчик, измеряющий величину оказываемого на стенки органа давления. Для управления катетером используется алгоритм, разработанный с помощью технологий машинного обучения. Получившаяся система способна отличать мышечные стенки сердца и соединительную ткань, а также исследовать состояние клапанов.

Для испытаний ученые в сердцах нескольких свиней породы Йоркшир заменили клапаны аорты искусственными клапанами. При этом во время замены новые клапаны были намеренно установлены неверно, чтобы имитировать паравальвулярное подтекание, то есть продавливание части крови через зазор между стенкой аорты и самим клапаном. Подобные подтекания могут возникать, например, при инфекционных поражениях зон вокруг искусственных клапанов.

Читать еще:  Два препарата устраняют симптомы поликистоза яичников после менопаузы

Во время испытаний катетер заводился через прокол ближе к верхушке сердца, после чего его переключали в автономный режим. Затем катетер уже на ощупь самостоятельно обнаруживал клапан. После того, как робокатетер находил клапан аорты, система переключалась в ручное управление, при котором врач-оператор с помощью катетера устанавливал сосудистый окклюдер, устройство, для закрытия щелей между клапаном и сосудистой стенкой. Автономное обнаружение клапана было успешным в 95 процентах случаев, однако точность следования аортальному кольцу при обследовании составляла только 66 процентов.

Российские ученые разработали «бессмертный» искусственный сердечный клапан

Четверть смертей от сердечно-сосудистых заболеваний в России приходится на поражения клапанов. Медикаментозное лечение при этом недуге эффективно лишь некоторое время. Если операции не сделать, пациенту придется менять весь жизненный ритм: серьезная физическая активность и психологические нагрузки будут для него опасны.

Российские ученые разработали искусственный трехстворчатый протез нового поколения «Трикардикс». Новая разработка совмещает характеристики биологических и механических искусственных клапанов: срок его службы практически не ограничен, а риск образования тромбов у пациента сведен к минимуму. Пока имплантировано 45 клапанов «Трикардикс». Первую такую операцию провел академик РАМН Л. А. Бокерия в июне 2007 года в Научном центре сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева.

Недавно была проведена операция в Российском научном центре хирургии им. Петровского РАМН. В сердце Вани Моченкова из деревни Матвеевское не только были вшиты сразу два искусственных клапана, но и — главное — один из них был заменен на «Трикардикс». Сегодня Ваня каждый день спокойно ходит в школу, а о пороках сердца напоминают лишь ежегодные обследования.

Искусственные клапаны бывают двух типов: механические и биологические. Проблема в том, что биологические клапаны (трикуспидальные, трехстворчатые) недолговечны — работают 7–10 лет, поэтому молодым пациентам, конечно, обычно ставят механические клапаны.

Установка же механического клапана (двустворчатого) вызывает сильный гемолиз — распад эритроцитов, и пациенту становится необходим пожизненный прием антикоагулянтов — препаратов, которые уменьшат риск образования тромба.

Разработчики нового клапана утверждают, что образования тромбов сведен к минимуму. Значит, есть шанс снизить, а в будущем, возможно, полностью отменить прием пациентом антикоагулянтов.

Патенты на все виды конструкций и на все технологические способы имплантации получены не только в России, но и в США, странах Азии, ЮАР. Российской разработкой уже заинтересовались Китай и Иран, но увозить за рубеж уникальную технологию руководство специализированной компании «Роскардиоинвест», разработавшей клапан, пока не планирует.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector