Fantastický pokrok medicíny: Na 3D tlačiarni vytvorili funkčné umelé chlopne, trvalo to 10 minút

Zlomový moment v oblasti medicíny. Vedcom z Harvardu sa podarilo vytvoril syntetickú srdcovú chlopňu, ktorú je možné vyrobiť za menej ako 10 minút. Stačí kvalitná 3D tlačiareň. Na tému upozornil portál Interesting Engineering.

Nová syntetická chlopňa

Srdce cicavcov je štvorkomorové, čo znamená, že je vo vnútri rozdelené na štyri samostatné, funkčne časti – pravá a ľavá komora, pravá a ľavá predsieň. Medzi predsieňou a komorou sa nachádzajú chlopne, ktoré oddeľujú predsieň od komory a fungujú ako jednosmerné ventily a teda umožňujú krvi prúdiť len smerom z príslušnej predsiene do komory. Ich funkciou je zabezpečovanie jednosmerného toku krvi z predsiení do komôr.

V prípade ich poškodenia, alebo choroby, v dôsledku ktorej prestanú správne pracovať, dôjde k narušeniu prietoku krvi v tele, čo môže mať za následok problémy ako arytmia, zlyhanie srdca či mŕtvica.

Každoročne podstúpi operáciu srdcových chlopní státisíce ľudí z celého sveta. Vzhľadom na to, že aktuálne je výroba srdcových syntetických „ventilov“ veľmi nákladná a zdĺhavá, operácie sú finančne poriadne náročné a neraz býva na operáciu poriadne dlhý poradovník.

Obe tieto výzvy teraz môže prekonať nová syntetická chlopňa, ktorú vytvorili odborníci z Harvardu, a ktorú je možné v priebehu 10 minút vyrobiť na 3D tlačiarni. Navyše, srdce sa ďalej remodelovať a upravovať presne podľa potrieb. Všetky detaily sú publikované v žurnále Matter.

Nová syntetická chlopňa je zložená zo siete nanovlákien, pričom sa správa rovnako, ako extracelulárna matrix (medzibunková hmota) podporujúca rast prirodzených srdcových chlopní v našom tele.

Sieť nanovlákien je vyrábaná technológiou FRJS (focused rotary jet spinning), ktorá umožňuje veľmi rýchlo vytvárať nano a mikrovlákna prostredníctvom 3D tlače. Vedci tvrdia, že vďaka nej vytvoria kompletnú syntetickú chlopňu za menej ako 10 minút. Konvenčnými metódami pritom výroba trvá aj niekoľko mesiacov.

Prvé testy dopadli úspešne

Syntetické chlopne sú vyrábané z biologicky odbúrateľných polymérových vlákien, ktoré bunkám pacienta dovolia splynúť, respektíve pripojiť sa k tejto chlopni. Inými slovami môžu rásť spolu s pacientom. V prípade teda, že sa jedná o dieťa, nebude potrebné podstúpiť niekoľko operácií ako doposiaľ, pretože nová syntetická chlopňa rastie spolu s detským pacientom.

Ilustrácia konštrukcie syntetickej chlopne. Sarah Motta, Michael Peters, and Christophe Chantre

Nový model srdcovej chlopne tiež úspešne prešiel prvými testami, čo znamená, že sa počas experimentálnych testov chlopňa otvárala, zatvárala a zachovávala si svoj tvar. Taktiež na nej boli kultivované srdcové bunky, testovaná elasticita, pevnosť a bezpečnosť.

Na záver model syntetických chlopní implantovali dvom ovciam, ktoré neskôr analyzovali prostredníctvom ultrazvuku. Po hodine sledovania sa ukázalo, že na chlopniach začínajú rásť bunky, implantáty presne kontrolujú prietok krvi a nedochádza ku trombóze ani žiadnym vedľajším účinkom.

Treba však poznamenať, že jeden z implantátov po pár minútach prestal fungovať. Tvorcovia syntetickej chlopne sa nazdávajú, že „zvolili nesprávnu veľkosť a nezmestila sa správne do srdca zvieraťa“.

Syntetická chlopňa z 3D tlačiarne predstavuje nesmierny technologický úspech, pričom vedci najbližšie plánujú zdokonaliť svoju technológiu tak, aby mohla byť testovaná na ľuďoch. To však zrejme ešte nejaký ten rok potrvá.

Čítajte viac z kategórie: Novinky