Bioingenieurwesen lebenden Herzklappen

Bioingenieurwesen lebenden Herzklappen

2020-01-21

Forscher an der Qatar University, in Zusammenarbeit mit dem Imperial College London, Biostage, Inc. in den USA, und der American University of Beirut, Libanon, Fortschritte bei der Entwicklung von Wohn-Herzklappen, die dort wachsen, mit den Körper und die Integration mit den Patienten das native Gewebe.

Das team erzeugt den Herzklappen unter Verwendung einer Kombination von Nanotechnologie, 3-D-printing und tissue engineering, die umfasst vor kurzem entwickelte Techniken, um wachsen zu lebenden Zellen in das funktionelle Gewebe oder Organe. Tissue engineering ist bereits verwendet worden, um erfolgreich zu entwickeln, die die menschliche Haut und Blasen.

„Biologisch entwickelt, Organe und Gewebe sind in der hohen Nachfrage, insbesondere durch einen enormen Mangel an Organspender“, sagt Hasan, Anwarul, Ingenieur und leitender Prüfarzt an der Qatar University.

Die Notwendigkeit für Herz-Ventile ist besonders hoch: Herz-Ventil-Erkrankungen sind eine der häufigsten Ursachen für Herzinsuffizienz. Jedes Jahr werden mehr als 90.000 Menschen benötigen eine Herzklappe allein in den USA.

Biologisch engineered Herzklappen überwinden, einige der Probleme im Zusammenhang mit mechanischen und bioprosthetic Ventile, die beiden wichtigsten Optionen, die derzeit verfügbar für Herz-Ventil-Ersatz. Mechanische Ventile, die oft aus Metall besteht, bedürfen die Patienten nehmen Blut-Verdünner, die für den rest Ihres Lebens, während bioprosthetics, hergestellt aus tierischem Gewebe, haben eine begrenzte Lebensdauer und muss ersetzt werden nach 10-20 Jahren. Beide Typen von valve sind nicht in der Lage zu wachsen mit der Zeit, was bedeutet, die Jungen Patienten können zu Unterziehen haben, mehrere Ventil-Ersatz-Operationen im Laufe Ihres Lebens.

„Biotechnologisch hergestellten Gewebe-Ventile wird länger dauern, erlassen durch den Körper, ohne Ablehnung und wachsen mit den Patienten ist Wachstum“, sagt Hasan.

Zu bioengineer Herzklappen, die Mannschaft, die zuerst aus einem 3-D-Gerüst geformt wie eine Herzklappe, mit einer speziellen nano-Faser-basierte biomaterial, das ist stark, flexibel und biologisch abbaubar. Dann injiziert das Gerüst mit Leben kardialen Stammzellen und kultivierten Sie in einer Gewebe-Inkubator. Die Zellen wuchsen und multipliziert über einen Zeitraum von 15 Tagen, nach und nach und teilweise ersetzen das Gerüst, die langsam abgebaut. Dieser Prozess wird sich voraussichtlich fortsetzen, im Körper nach der implantation, bis das Ventil vollständig integriert mit dem Patienten das native Gewebe.

Die Forscher entwickelten eine neuartige Methode zur Simulation eines Herz-Kreislauf-system, die Ihnen erlaubt, zu testen, wie die engineered valves beeinträchtigt den Blutfluss. Die Ergebnisse zeigten, dass die tissue-engineered Herzklappen ahmten die Funktionen der natürlichen Herzklappen, öffnen und schließen effektiv bei Geschwindigkeiten und drücke, ähnlich zu kommerziell verfügbaren Herzklappen.

Die tissue-engineered Herzklappen haben nur getestet wurde im Labor so weit. Das team nächsten Pläne zu testen, die Ventile in lebenden Tieren unter verschiedenen Bedingungen zu beurteilen, wenn Sie sicher sein kann, untersucht für den Menschen. Zum Beispiel, längerfristige Experimente sind notwendig, um das Verständnis der Abbau und das Wachstum der Zellen Prozess im inneren des Körpers.