Kevin Kit Parker, vedoucí vědecký pracovník Wyss Institutu, profesor bioinženýrství a aplikované fyziky na Harvardu.

Aby naše pumpa zvládla zásobit všechny naše orgány živinami, musí prohnat krev sítí krevních cév čítající 96 000 km, což je více než dvakrát kolem rovníku. Aby každou minutu přečerpala okolo pěti litrů krve, musí mít všechny čtyři srdeční chlopně v pořádku. Bohužel, více než čtyři miliony lidí ročně ale takové štěstí nemá. Na vině jsou chlopně pokroucené vrozenou vadou, infekcemi, či sešlostí stářím. Takovým pacientům nezbývá než čekat na svolného motorkáře, nebo vzít za vděk chlopní prasečí, případně se spolehnout na některou z umělých protéz. Vždy ho při tom čeká závažný invazivní zákrok.

Simon P. Hoerstrup, ředitel IREM, Institutu regenerativní medicíny v Zurichu.

Největší problém u transplantací chlopní je u dětí. Ani ne tak kvůli tomu, že by to chirurgové na menším srdci hůře zvládali, ale protože srdce jim také roste jako z vody a tak nastoluje stejný problém, jako je u bot. Po čase tlačí a je třeba nazout větší. U chlopní se výměna neobejde bez asistence týmu chirurgů a dlouhodobé rekonvalescence pacienta, a pokud jde malé děti, čeká je takové martýrium opakovaně.    
Tým z amerického Wyss Institutu, který je součástí Harvardu a jemuž šéfuje Kevin Kit Parker, přichází nyní s chlopněmi, které mají mít schopnost regenerace a růstu spolu se srdcem.

Trny, které slouží jako „kopyto“ pro nanášení nanovláken. Výroba škálovatelná, schopná zajistit požadavky všech věkových skupin. (Foto: Wyss Institute, Harvard University)

V článku publikovaném v časopise Biomateriály popsali, jak k takovým chlopním došli. Výroba hodně připomíná výrobu cukrové vaty. Svou techniku nazvali tryskovým rotačním spřádáním a přístroj si k tomu vyvinuli ve vlastní laboratoři. Výsledný tvar chlopně je dán trnem, který slouží jako „kopyto“. To opřádá rychle rotující tryska, z níž je vytlačováno nanovlákno syntetického polymeru. Nejde ale o obyčejný polymer, ale vlákno je obalené proteinem. Nazývají ho ECM (extracellular matrix). Má jít o stejné proteiny, které se nám v srdeční tkáni přirozeně vyskytují. Výsledkem je pružná a nedráždivá pletenina, která „sama regeneruje“. Přizpůsobuje se novým poměrům rostoucího srdce a přívětivý proteinový povrch láká migrující podpůrné buňky, které chlopeň po implantaci rychle osídlují. Chlopeň se tak stává hemodynamicky kompetentní a k jiným buňkám kolujícím v krvi je stejně nedráždivá, jako ta přirozená.

Tkanina z nanovláken, připravená novou technologií JetValve, pohledem rastrovacího elektronového mikroskopu. Odborníkům z obrázku má být zřejmé, že síťování se tomu v chlopních přirozených podobá jak vejce vejci. (Kredit: Wyss Institute, Harvard University)

Výzkumníci novou chlopeň již vyzkoušeli na ovcích. A protože pokus byl úspěšný, v současné době již Američané se švýcarským týmem Simona P. Hoerstrupa, z univerzity v Curychu, rovněž světového lídra v přípravě regenerativních srdečních protéz, rozjíždí takzvané GMP, neboli Good Manufacture Practice. Tedy návod správné výrobní praxe, který by v rámci předklinických testů měl zaručit co největší bezpečnost při využití chlopní v běžné praxi.

Víte že

Denně nám srdce přečerpá více než 7000 litrů krve.

Za život to je jeden a půl milionu barelů, což odpovídá množství dvěma stům cisternovým vagonům.

Ženám srdce bije rychleji než mužům.

Jediným místem, které nemáme v těle prokrveno, jsou oční rohovky.

Největší četnost infarktů je v pondělí ráno a tak si nastávající víkend pořádně užijte.

Podle vyjádření hlavních protagonistů studie by chlopně měly být také kompatibilní s minimálně invazivními postupy, které již byly vyvinuty pro jiné typy chlopní. Šance, že i předklinické testy dopadnou dobře, je velká. Pletené chlopně by tak mohly brzo začít sloužit jak dětským, tak i dospělým pacientům. Za použití vhodných biodegradovatelných materiálů má nová technologie šanci dosáhnout kýženého cíle: „jedna operace a jeden ventil s doživotní zárukou“. Jsou tu ale ještě dvě další věci, které stojí za zmínku. Zatímco stávající technologie upravující zvířecí chlopně a využívající kultivační techniky, jsou záležitostí obnášející týdny, „upletení“ nových chlopní na míru je otázkou desítek vteřin.

 

 

Psáno pro ALFA MEDICAL a osel.cz

 

To znamená, že by odpadla komplikovaná logistika spojená s předzásobováním pracovišť a dlouhodobým plánováním takových operací. A jako bonus se nabízí až neskutečně nízká výrobní cena takových chlopní, což by je činilo dostupné i těm z řad málo majetných.

Literatura

Andrew K. Capulli et al.:  JetValve: Rapid manufacturing of biohybrid scaffolds for biomimetic heart valve replacement, Biomaterials (2017). DOI: 10.1016/j.biomaterials.2017.04.033

Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering