После сердечного приступа к кровотоку к сердцу прерывается, а получение отсутствия кислорода может вызвать повреждение сердца. Стенка сердца может разрываться в тяжелых случаях, требуя немедленного хирургического вмешательства. Сегодня для восстановления таких сердечных дефектов используются перикардиальные пятна для бычьего рогатого скота благодаря их стабильности, проницаемости и простоте имплантации.
Междисциплинарная исследовательская группа из Эт Цюриха и Университетская больница Цюриха, возглавляемая профессором Робертом Кацшманом и профессором Омералем, разработала новый трехмерный сердечный патч для внутрижелудочковой имплантации. Команда только что представила его в научных журналах Advanced Materials.
Используемые в настоящее время используемые пятна рогатого рогатого скота, BPP для коротких, имеют значительные недостатки. Мало того, что они биологически инертны, что означает, что они остаются инородными телами в сердце и не могут быть разбиты, но также могут вызвать нежелательные реакции, такие как кальцификация, тромбоз или воспаление. «Традиционные сердечные пятна не интегрируются в сердечную ткань и остаются навсегда в организме. Мы хотели решить эту проблему с помощью нашего патча, которая интегрируется в существующую ткань сердца», – объясняет Льюис Джонс, ведущий автор исследования.
«RCPatch» (усиленный сердечный патч) может стать долгосрочной альтернативой обычным пятнам, изготовленным из Pericardium бычьего перила: «Наша цель состояла в том, чтобы разработать патч, который не только закрывает дефект, но также помогает полностью его восстановить»,-объясняет Кацшманн.
Новый RCPatch имеет значительные преимущества по сравнению с Pericardium, потому что он состоит из трех частей: тонкой сетки, которая закрывает повреждение, каркас с 3D-печатью для стабильности и гидрогель, заполненный клетками сердечных мышц. Формарки имеют структуру решетки, состоящую из разлагаемого полимера, который исследователи производят в 3D -принтере. «Эшафот достаточно стабилен и может быть заполнен гидрогелем, содержащим живые клетки», – объясняет Джонс.
Исследователи ETH объединили структуру решетки с тонкой сеткой, чтобы ее можно было легко прикрепить к сердцу. Кацшманн и его команда обогатили эту сетку тем же гидрогелем. Это позволяет RCPatch интегрироваться в окружающую ткань и расти вместе с клетками сердечных мышц. «Большое преимущество состоит в том, что каркас полностью разлагается после того, как клетки объединились с тканью. Это означает, что нет инородного тела», – объясняет Джонс. Комбинация трех компонентов приводит к плотному, простому в использовании сердечного пятно, которое частично сделано из живых клеток.
Первоначальный эксперимент с животными продемонстрировал способность участия в патче успешно имплантироваться и выдерживать высокое давление в сердце. Исследователям удалось предотвратить кровотечение и восстановить функцию сердца. В доклинических тестах на моделях свиней RCPatch использовался для закрытия искусственного дефекта в левом желудочке. «Мы смогли показать, что патч сохраняет свою структурную целостность даже под реальным артериальным давлением», – говорит Кацшманн.
Таким образом, исследовательская группа создала многообещающую основу для разработки механически армированного и тканевого пластыря, подходящего для имплантации у людей. В долгосрочной перспективе RCPatch предназначен не только для восстановления, но и для восстановления повреждения миокарда, в конечном итоге заживая сердце. На следующем этапе исследователи стремятся развивать материал дальше и исследовать его стабильность в долгосрочных исследованиях на животных.
Джонс Л.С., Родригес Цетина Бифер Х., Меккаттатт М., Тижссен К., Амикон А., Бок А., Вайскопф М., Зорнд Д., Мейер Д., Чжэн Л., Генерали М., Кацшманн Р.К., Дземали О.
Объемная 3D-печать и расплавленная электрическая обработка для изготовления имплантируемых усиливаемых патчей сердечной ткани.
Adv Mater. 2025 август 5: E2504765. doi: 10.1002/adma.202504765
