Το καινοτόμο έμπλαστρο μπορεί να μειώσει τη μυϊκή βλάβη μετά από καρδιακή προσβολή
Μια πρόσφατη μελέτη σε αρουραίους δείχνει ότι ένα καινοτόμο έμπλαστρο εμπόδισε το τέντωμα του καρδιακού μυός που είναι κοινό μετά από καρδιακή προσβολή.
Μια καρδιακή προσβολή συμβαίνει όταν η ροή του αίματος που παρέχει στον καρδιακό μυ οξυγόνο μειώνεται σημαντικά ή εμποδίζεται.
Ο καρδιακός μυς τραυματίζεται κατά τη διαδικασία και το ποσό της βλάβης εξαρτάται συνήθως από το μέγεθος της περιοχής που παρέχεται από την αποκλεισμένη αρτηρία.
Μπορεί να χρειαστούν περίπου 8 εβδομάδες για να επουλωθεί ο καρδιακός μυς. Παρά τη ζημιά, η υπόλοιπη καρδιά πρέπει να συνεχίσει να αντλεί αίμα.
Ο ιστός ουλής μπορεί να σχηματιστεί στην τραυματισμένη περιοχή και να έχει αντίκτυπο στην ποσότητα αίματος που μπορεί να αντλήσει η καρδιά.
Οι περισσότεροι άνθρωποι που επιβιώνουν από καρδιακή προσβολή έχουν κάποιο βαθμό στεφανιαίας νόσου. Αυτό συμβαίνει όταν οι αρτηρίες σκληραίνουν και στενεύουν. Συνήθως, οι επιζώντες πρέπει να κάνουν σημαντικές αλλαγές στον τρόπο ζωής και μπορεί να χρειαστεί να πάρουν φάρμακα για να αποτρέψουν μελλοντική καρδιακή προσβολή.
Σύμφωνα με τα Κέντρα Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC), περισσότερα από 700.000 άτομα στις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν καρδιακή προσβολή κάθε χρόνο. Από αυτούς, περισσότεροι από 500.000 βιώνουν την πρώτη τους καρδιακή προσβολή και περίπου 200.000 είχαν ήδη μία.
Τα σημάδια καρδιακής προσβολής περιλαμβάνουν πόνο στο στήθος και δύσπνοια. Τα μισά άτομα στις ΗΠΑ έχουν τουλάχιστον έναν από τους ακόλουθους παράγοντες κινδύνου: υψηλή αρτηριακή πίεση, υψηλή χοληστερόλη ή κάπνισμα.
Ο διαβήτης, η παχυσαρκία, η σωματική αδράνεια και η υπερβολική χρήση αλκοόλ αυξάνουν επίσης τον κίνδυνο καρδιακής προσβολής.
Δοκιμή ενός νέου τύπου αυτοκόλλητου καρδιακού επιθέματος
Επιστήμονες στο Πανεπιστήμιο Brown στο Providence, στο RI, στο Πανεπιστήμιο Fudan στη Σαγκάη, στην Κίνα και στο Πανεπιστήμιο Soochow στο Suzhou της Κίνας συνεργάστηκαν για να δημιουργήσουν και να δοκιμάσουν έναν νέο τύπο αυτοκόλλητου καρδιακού επιθέματος σε αρουραίους.
Η μελέτη ήταν μια διεπιστημονική προσπάθεια μεταξύ ερευνητών μοντελοποίησης υπολογιστών και μηχανικής, επιστημόνων υλικών και καρδιολογίας. Οι επιστήμονες δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο περιοδικό Φύση Βιοϊατρική Μηχανική.
Οι επιστήμονες δημιούργησαν αυτό το αυτοκόλλητο έμπλαστρο χρησιμοποιώντας ένα υλικό υδρογέλης με βάση το νερό και το ανέπτυξαν χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις υπολογιστών. Το έμπλαστρο μπορεί να καθίσει απευθείας στην καρδιά και τα αποτελέσματα της μελέτης δείχνουν ότι μπορεί να βοηθήσει στον περιορισμό της μυϊκής βλάβης που συμβαίνει συχνά μετά από καρδιακή προσβολή.
«Η ιδέα εδώ», εξηγεί ο συν-συγγραφέας της μελέτης καθηγητής Huajian Gao, από το Πανεπιστήμιο Brown, «είναι να παρέχει μηχανική υποστήριξη για κατεστραμμένους ιστούς, κάτι που ελπίζουμε ότι του δίνει την ευκαιρία να επουλωθεί».
Ο καθηγητής Gao συνεχίζει να λέει ότι προηγούμενες μελέτες έδειξαν ότι τα μηχανικά επιθέματα θα μπορούσαν να είναι αποτελεσματικά, αλλά καμία έρευνα δεν είχε επιχειρήσει να προσδιορίσει τις «βέλτιστες μηχανικές ιδιότητες». Η σωστή λήψη αυτών των ιδιοτήτων είναι ζωτικής σημασίας για να διασφαλιστεί ότι το έμπλαστρο μπορεί να λειτουργήσει σωστά.
«Εάν το υλικό είναι πολύ σκληρό ή άκαμπτο», προσθέτει, «τότε θα μπορούσατε να περιορίσετε την κίνηση της καρδιάς έτσι ώστε να μην μπορεί να επεκταθεί στον όγκο που χρειάζεται. Ωστόσο, εάν το υλικό είναι πολύ μαλακό, τότε δεν θα παρέχει αρκετή υποστήριξη. Έτσι, χρειαζόμασταν κάποιες μηχανικές αρχές για να μας καθοδηγήσουν. "
Η δημιουργία σωστών μηχανικών ιδιοτήτων είναι το κλειδί
Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα μοντέλο υπολογιστή επικεντρωμένο σε δύο βασικά στοιχεία, ένα από τα οποία ήταν η επέκταση και συστολή της καρδιάς και ο αντίκτυπος που είχε το έμπλαστρο σε αυτές τις λειτουργίες.
Ο άλλος ήταν να μοντελοποιήσει τους τραυματισμούς που σημειώθηκαν μετά από καρδιακή προσβολή. Με αυτόν τον τρόπο, η ομάδα θα μπορούσε να δει πόσο μηχανική υποστήριξη θα ήταν απαραίτητη για τον περιορισμό της ζημιάς.
Ακολουθώντας τα αποτελέσματα του μοντέλου υπολογιστών, οι ερευνητές - με επικεφαλής τον καθηγητή Lei Yang, του Πανεπιστημίου Soochow - δημιούργησαν ένα υλικό υδρογέλης χρησιμοποιώντας άμυλο που προέρχεται από τρόφιμα. Αυτό το υλικό είναι φθηνό, εύκολο στην κατασκευή και ιξωδοελαστικό, πράγμα που σημαίνει ότι «συνδυάζει ρευστές και στερεές ιδιότητες».
Η μελέτη σε αρουραίους έδειξε ότι αυτός ο νέος τύπος αυτοκόλλητου επιθέματος ήταν αποτελεσματικός στη μείωση της μυϊκής βλάβης μετά από καρδιακή προσβολή.
«[Διατήρησε μια καλύτερη καρδιακή παροχή και έτσι μείωσε σημαντικά την υπερφόρτωση αυτών των εναπομείναντων καρδιομυοκυττάρων και της ανεπιθύμητης καρδιακής αναδιαμόρφωσης», λέει ο συν-συγγραφέας της μελέτης Ning Sun, ερευνητής καρδιολογίας στο Πανεπιστήμιο Fudan.
Η έρευνά τους διαπίστωσε ότι το έμπλαστρο μπορεί να μειώσει τον κυτταρικό θάνατο, τη συσσώρευση ουλώδους ιστού και το οξειδωτικό στρες. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι απαιτούνται περισσότερες δοκιμές, αλλά τα αποτελέσματα είναι πολλά υποσχόμενα.
"Μένει να δούμε αν θα λειτουργήσει σε ανθρώπους, αλλά είναι πολλά υποσχόμενο."
Καθ. Huajian Gao
