Biopodobne zastawki serca wydrukowane w 3D, których nie trzeba wymieniać

Naukowcy wykorzystali elektroprzędzenie ze stopu, nową technologię druku 3D

imitują złożoną heterogeniczną strukturęzastawki serca. Po wszczepieniu własne komórki pacjenta mają rosnąć na porowatej strukturze nośnej sztucznej zastawki, która z czasem ulega degradacji.

W ludzkim ciele są cztery zastawki serca,które zapewniają prawidłowe krążenie krwi. Naukowcy twierdzą, że aby zapewnić jej funkcję, tkanka zastawki ma niejednorodną strukturę, czyli poszczególne odcinki mają różne właściwości biomechaniczne.

Zastosowania technologii elektroprzędzeniaprąd o wysokim napięciu do tworzenia precyzyjnych wzorów z bardzo cienkich włókien polimerowych. Dzięki tej metodzie możliwe jest wykonanie z dużą precyzją drukowania poszczególnych wzorów i ich kombinacji oraz dostosowanie właściwości mechanicznych drukowanej zastawki serca.

Powiększone zdjęcie zaworu z precyzyjnymi wzorami włókien. Źródło: Andreas Heddergott, TUM

Jako główny materiał naukowcy wykorzystująbiodegradowalny polikaprolakton. Szkielet tego materiału jest osadzony w elastycznym materiale, który naśladuje właściwości endogennej elastyny ​​znajdującej się w prawdziwych zastawkach serca. Należy zauważyć, że ta powłoka ma mniejsze mikropory niż w szkielecie z polikaprolaktonu. Naukowcy uważają, że komórki pacjenta osiedlą się w tych porach i utworzą nową tkankę serca. Jednocześnie struktura zastawki jest wystarczająco gęsta, aby zapewnić przepływ krwi.

Drukowane w 3D zastawki sercazostały przetestowane w sztucznym układzie krążenia, który symuluje przepływ krwi i ciśnienie w organizmie. W badanych warunkach zastawki serca otwierały się i zamykały prawidłowo. Ponadto pierwsze testy in vitro wykazały wzrost kultur komórkowych na strukturze nośnika. Naukowcy planują wkrótce przeprowadzić testy na zwierzętach.

Naszym celem jest stworzenie produktu biopodobnego do zastawek serca,przyczyniając się do tworzenia nowej tkanki funkcjonalnej u pacjenta. W szczególności takie rozwiązanie może być korzystne dla dzieci, ponieważ obecnie używane zastawki serca nie rosną wraz z pacjentem i dlatego muszą być wymieniane w wielu operacjach na przestrzeni lat.

Petra Mela, profesor materiałów medycznych i implantów na Politechnice w Monachium, jeden z liderów badania

Zdjęcie na okładce: Andreas Heddergott, TUM

Czytaj więcej

Ospa małp staje się wirusem globalnym: dlaczego jest tak szybko przenoszony

Coś dziwnego dzieje się we Wszechświecie: jak wyjaśnić niespójności w stałej Hubble'a

Diagnoza w minutę: jak IT zmienia opiekę zdrowotną