[ ртцг.ме ]

22. 03. 2023. 07:23   >>  07:23 1

РЕГЕНЕРАТИВНИ ИНЖЕЊЕРИНГ

Биоматеријал који лијечи повреде ткива

Тај се материјал може убризгати интравенски и има потенцијалну примјену код срчаног удара, трауматске озљеде мозга, али и код других обољења.

Нови биоматеријал који се може примијенити интравенски, смањује упалу у ткиву и подстиче опоравак ћелија и ткива. Биоматеријал је тестиран и доказано ефикасан у лијечењу оштећења срца узрокованих инфарктом код глодара, али и код великих животиња. Пошто су Истраживачи доказали концепт на глодарима, тај би биоматеријал могао бити користан и за пацијенте с трауматском озљедом мозга, те плућном артеријском хипертензијом.

"Биоматеријал омогућује лијечење оштећеног ткива изнутра према ван", рекла је Карен Кристман, професорица биоинжењеринга на Калифорнијском универзитету у Сан Дијегу и водећа истраживачица у тиму који је развио материјал. "То је нови приступ регенеративном инжењерингу."

Студија о безбједности и ефикасности биоматеријала код људи могла би започети у року од једне до двије године, каже Кристман. Тим који окупља биоинжењере и љекаре представио је своја открића у издању Нејчер биомедикал инжињеринга, преноси Сајенс Дејли.

Сваке године Сједињене Државе биљеже 785,000 нових случајева срчаног удара, а не постоји третман за поправак насталог оштећења срчаног ткива. Након срчаног удара развија се ожиљак који смањује мишићну функцију и може довести до конгестивног затајења срца.

"Болест коронарних артерија, акутни инфаркт миокарда и конгестивно затајење срца и даље су јавноздравствени проблем број један који данас погађа наше друштво", рекао је доктор Рајан Ривс, љекар на Одјељењу за кардиоваскуларну медицину УЦ Сан Дијего. "Као интервенцијски кардиолог, који свакодневно лијечи пацијенте с болешћу коронарних артерија и конгестивног затајења срца, волио бих да имам још једну терапију за побољшање исхода код пацијената и смањење исцрпљујућих симптома."

У претходним истраживањима, тим на челу с Кристмановом, развио је хидрогел израђен од природне структуре срчаног мишићног ткива, познатог и као ванћелијска матрица (ЕЦМ). Гел се може убризгати у оштећено ткиво срчаног мишића путем катетера. Гел гради скелу у оштећеним дијеловима срца, подстичући раст и опоравак нових ћелија. Резултати успјешног клиничког испитивања на људима у првој фази забиљежени су у јесен 2019. године. Но, будући да гел треба убризгати директно у срчани мишић, поступак се може  примијенити тек након седам и више дана након срчаног удара, јер би раније убризгавање иглом могло изазвати штету.

Због тога је тим желио да развије третман који се може примијенити одмах након срчаног удара. То је значило развој биоматеријала који се може инфундирати у крвни суд у срцу у исто вријеме када и други третмани, попут ангиопластике или стента, или убризгати интравенски.

"Настојали смо да осмислимо терапију биоматеријалом који би се могао испоручити тешко доступним органима и ткивима. Осмислили смо метод искоришћавања крвотока – крвне судове који већ снабдијевају крвљу те органе и ткива", рекао је Мартин Спанг, главни аутор рада.

Једна од предности новог биоматеријала је у томе што се равномјерно распоређује по оштећеном ткиву, јер се инфундира или убризгава интравенски. Насупрот томе, хидрогел који се убризгава путем катетера остаје на одређеним мјестима и не шири се.

Како настаје биоматеријал

Истраживачи су започели су с хидрогелом који су развили, а за који је доказано да је компатибилан с инјекцијама крви у склопу испитивања безбједности. Али величина честица у хидрогелу је била превелика да би  дошла до оштећених крвних судова. Спанг, тада докторанд у лабораторији докторке Кристман, ријешио је проблем пропуштајући текући прекурсор хидрогела кроз центрифугу, што је омогућило просијавање већих честица и задржавање честица само нано величине. Добијени материјал прошао је кроз дијализу и стерилно филтрирање прије замрзавања. Додавање стерилне воде коначном праху резултира биоматеријалом који се може убризгати интравенски или инфундирати у коронарну артерију у срцу.

Како фунционише поступак

Истраживачи су затим тестирали биоматеријал на моделу срчаног удара глодара. Очекивали су да ће материјал проћи кроз крвне судове и ући у ткиво, јер се развијају празнине између ендотелних ћелија у крвним судовима након срчаног удара.

Али, догодило се још нешто. Биоматеријал везан за те ћелије, затварајући празнине и убрзавајући зацјељивање крвних судова, смањио је и њихову упалу. Истраживачи су тестирали биоматеријал и на срчаном удару код свиња, са сличним резултатом.

Тим је, такође, успјешно тестирао хипотезу да би исти биоматеријал могао помоћи у лијечењу других врста упала код пацова, трауматских озљеда мозга и плућне артеријске хипертензије. Кристманова ће извести неколико претклиничких студија за та стања.

Сљедећи кораци

"Иако је већина рада у студији укључивала срце, могућности лијечења других тешко доступних органа и ткива могу отворити подручје инжењеринга биоматеријала ткива у лијечењу нових болести", рекао је Спанг.

У међувремену, Кристман, заједно с Вентрикс Био, Инк. стартапом чија је суоснивачица, планира затражити одобрење ФДА за провођење студије на људима о апликацијама новог биоматеријала за срчана обољења. То значи да клиничка испитивања на људима почињу за једну или двије године.
"Један од главних разлога зашто лијечимо тешку болест коронарних артерија и инфаркт миокарда је да спријечимо дисфункцију лијеве коморе и напредовање до конгестивног затајења срца", рекао је доктор Ривс. "Ова терапија која се лако примјењује може имати значајну улогу у нашем приступу лијечењу."

Превео и приредио: С. Ђурђић