Команда исследователей в области биомедицинской инженерии под руководством Университета Миннесоты создала революционный пластырь с трехмерной биопечатью, который может помочь заживить рубцы на сердечной ткани после сердечного приступа. Открытие – важный шаг вперед в лечении пациентов с повреждением тканей после сердечного приступа.
Исследование опубликовано сегодня в журнале Circulation Research, издаваемом Американской кардиологической ассоциацией. Исследователи оформили патент на открытие.
По данным Американской кардиологической ассоциации, сердечно-сосудистые заболевания – это нет. 1 причина смерти в США.S. убивает более 360 000 человек в год. Во время сердечного приступа человек теряет приток крови к сердечной мышце, что приводит к гибели клеток. Наше тело не может заменить эти клетки сердечной мышцы, поэтому тело образует рубцовую ткань в этой области сердца, что подвергает человека риску сердечной недостаточности и сердечной недостаточности в будущем.
В этом исследовании исследователи из Университета Миннесоты в городах-побратимах, Университета Висконсин-Мэдисон и Университета Алабамы в Бирмингеме использовали методы лазерной 3D-биопечати для включения стволовых клеток, полученных из клеток сердца взрослого человека, в матрицу, которая начала формироваться. растут и взбиваются синхронно в посуде в лаборатории.
Когда клеточный пластырь был помещен на мышь после имитации сердечного приступа, исследователи увидели значительное увеличение функциональной способности всего через четыре недели. Поскольку пластырь был сделан из клеток и структурных белков, присущих сердцу, он стал частью сердца и впитался в организм, не требуя дополнительных операций.
"Это значительный шаг вперед в решении проблемы «Нет». 1 причина смерти в США.S.," сказала Бренда Огл, доцент кафедры биомедицинской инженерии в Университете Миннесоты. "Мы чувствуем, что можем масштабировать это, чтобы восстановить сердца более крупных животных и, возможно, даже людей в течение следующих нескольких лет."
Огл сказал, что это исследование отличается от предыдущих исследований тем, что пластырь смоделирован после цифрового трехмерного сканирования структурных белков нативной ткани сердца. Цифровая модель превращается в физическую структуру путем 3D-печати с белками, присущими сердцу, и дальнейшей интеграцией типов сердечных клеток, полученных из стволовых клеток. Только с помощью 3D-печати такого типа мы можем достичь разрешения в один микрон, необходимого для имитации структур нативной сердечной ткани.
"Мы были очень удивлены тем, насколько хорошо это сработало, учитывая сложность сердца," Огл сказал. "Мы были воодушевлены, увидев, что клетки выровнялись в каркасе и показали непрерывную волну электрического сигнала, которая двигалась по участку."
Огл сказал, что они уже начинают следующий шаг по разработке более крупного пластыря, который они будут тестировать на сердце свиньи, которое по размеру похоже на сердце человека.