Med hjälp av smältbaserad elektrospinning, en ny 3D-utskriftsteknik, har forskarna lyckats
Det finns fyra hjärtklaffar i människokroppen,som säkerställer god blodcirkulation. Forskarna säger att för att säkerställa dess funktion har ventilens vävnad en heterogen struktur, det vill säga enskilda sektioner har olika biomekaniska egenskaper.
Elektrospinningsteknik använderhögspänningselektricitet för att bilda exakta mönster från mycket tunna polymerfibrer. Med denna metod är det möjligt att utföra högprecisionsutskrift av individuella mönster och deras kombinationer och att justera de mekaniska egenskaperna hos den tryckta hjärtklaffen.
Ett förstorat foto av ventilen med fibermönster med hög precision. Källa: Andreas Heddergott, TUM
Som huvudmaterial använder forskarebiologiskt nedbrytbar polykaprolakton. Ramen av detta material är inbäddad i ett elastiskt material som efterliknar egenskaperna hos det endogena elastinet som finns i riktiga hjärtklaffar. Det noteras att denna beläggning har mindre mikroporer än i polykaprolaktonramverket. Forskare tror att patientens celler kommer att bosätta sig i dessa porer, vilket kommer att bilda ny hjärtvävnad. Samtidigt är ventilstrukturen tillräckligt tät för att säkerställa blodflödet.
3D-printade hjärtklaffarhar testats i ett artificiellt cirkulationssystem som simulerar blodflöde och tryck i kroppen. Under de studerade förhållandena öppnades och stängdes hjärtklaffarna korrekt. Dessutom visade de första in vitro-testerna tillväxten av cellkulturer på en bärarstruktur. Forskarna planerar att genomföra djurförsök inom kort.
Vårt mål är att skapa en biosimilar av hjärtklaffar,bidrar till bildandet av ny funktionell vävnad hos patienten. I synnerhet kan en sådan lösning gynna barn, eftersom hjärtklaffarna som för närvarande används inte växer med patienten och därför måste bytas ut i flera operationer under åren.
Petra Mela, professor i medicinska material och implantat vid Münchens tekniska universitet, en av ledarna för studien
Omslagsfoto: Andreas Heddergott, TUM
Läs mer
Monkeypox håller på att bli ett globalt virus: varför det överförs så snabbt
Något konstigt händer i universum: hur man förklarar inkonsekvenser i Hubble-konstanten
Diagnos på en minut: hur IT förändrar vården