Inovativní náplast může snížit poškození svalů po infarktu
Nedávná studie na potkanech ukazuje, že inovativní náplast zabránila protažení srdečního svalu běžného po infarktu.
K infarktu dochází, když je významně snížen nebo blokován průtok krve, který zásobuje srdeční sval kyslíkem.
Srdeční sval je při tom zraněn a výše poškození obvykle závisí na velikosti oblasti dodávané blokovanou tepnou.
Léčení srdečního svalu může trvat asi 8 týdnů. Navzdory poškození musí zbytek srdce stále pumpovat krev.
V poraněné oblasti se může tvořit jizva a mít vliv na množství krve, které je srdce schopné pumpovat.
Většina lidí, kteří přežijí infarkt, má určitý stupeň ischemické choroby srdeční. K tomu dochází, když se tepny ztvrdnou a zúží. Ti, kdo přežili, obvykle musí zásadně změnit životní styl a možná budou muset užívat léky, aby zabránili budoucímu infarktu.
Podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) má každý rok více než 700 000 lidí ve Spojených státech infarkt. Z nich více než 500 000 zažilo svůj první infarkt a asi 200 000 jich již mělo.
Mezi příznaky srdečního záchvatu patří bolest na hrudi a dušnost. Polovina Američanů má alespoň jeden z následujících rizikových faktorů: vysoký krevní tlak, vysoký cholesterol nebo kouření.
Diabetes, obezita, fyzická nečinnost a nadměrné užívání alkoholu také zvyšují riziko infarktu.
Testování nového typu lepicí náplasti na srdce
Vědci z Brown University v Providence, RI, Fudan University v Šanghaji v Číně a Soochow University v Suzhou v Číně spolupracovali na vytvoření a testování nového typu lepicí náplasti na srdci u potkanů.
Studie byla interdisciplinárním úsilím mezi vědci v oblasti počítačového modelování a mechaniky, vědci v oblasti materiálů a kardiologie. Vědci zveřejnili svá zjištění v časopise Přírodní biomedicínské inženýrství.
Vědci vytvořili tuto lepicí náplast pomocí hydrogelového materiálu na bázi vody a vyvinuli ji pomocí počítačových simulací. Náplast může sedět přímo na srdci a výsledky studie ukazují, že může pomoci omezit poškození svalů, ke kterému často dochází po infarktu.
„Myšlenkou zde,“ vysvětluje spoluautor studie prof. Huajian Gao z Brown University, „je poskytnout mechanickou podporu poškozené tkáni, která jí, doufejme, dá šanci na uzdravení.“
Profesor Gao dále říká, že minulé studie ukázaly, že mechanické záplaty mohou být účinné, ale žádný výzkum se nepokusil identifikovat „optimální mechanické vlastnosti“. Správné nastavení těchto vlastností je zásadní pro zajištění správné funkce opravy.
"Pokud je materiál příliš tvrdý nebo tuhý," dodává, "pak byste mohli omezit pohyb srdce tak, aby se nemohlo rozšířit na požadovaný objem." Pokud je však materiál příliš měkký, neposkytuje dostatečnou podporu. Potřebovali jsme tedy nějaké mechanické principy, které by nás vedly. “
Klíčem je vytvoření správných mechanických vlastností
Vědci vyvinuli počítačový model zaměřený na dvě klíčové komponenty, z nichž jedna byla rozšiřování a smršťování srdce a dopad, který měla náplast na tyto funkce.
Druhým bylo modelovat zranění, ke kterým dojde po infarktu. Tímto způsobem by se tým mohl podívat na to, kolik mechanické podpory by bylo nutné k omezení poškození.
Na základě výsledků počítačového modelu vytvořili vědci - vedeni profesorem Lei Yangem ze Soochow University - hydrogelový materiál pomocí škrobu získaného z potravin. Tento materiál je levný, snadno se vyrábí a viskoelastický, což znamená, že „kombinuje tekuté a pevné vlastnosti“.
Studie na potkanech ukázala, že tento nový typ náplastí byl účinný při snižování poškození svalů po infarktu.
"[Udržel si lepší srdeční výdej, a tak výrazně snížil přetížení zbývajících kardiomyocytů a nepříznivou remodelaci srdce," říká spoluautor studie Ning Sun, výzkumník kardiologie na Fudan University.
Jejich výzkum zjistil, že náplast může snížit buněčnou smrt, hromadění jizvové tkáně a oxidační stres. Vědci se domnívají, že je zapotřebí více testování, ale výsledky jsou slibné.
"Uvidíme, jestli to bude fungovat u lidí, ale je to velmi slibné."
Prof. Huajian Gao
