проверени факти доверлив извор
лекторирани
од Американското хемиско друштво
Децата родени со дефекти кои ги оштетуваат долните комори на срцето се подложени на серија инвазивни операции рано во животот. Првата операција вклучува имплантација на пластична цевка наречена шант за да се подобри протокот на крв. Меѓутоа, како што растат децата, шантот често се заменува за да се приспособат на нивните тела што се менуваат. Сега, истражувачите дизајнираа шант кој се шири кога се активира со светлина. Доколку се развие успешно, овој уред би можел да го намали бројот на операции на отворени гради кои ги добиваат овие деца.
Истражувачите ќе ги претстават своите резултати на есенскиот состанок на Американското хемиско друштво (ACS). ACS есен 2024 е хибриден состанок кој се одржува виртуелно и лично од 18 до 22 август; содржи околу 10.000 презентации на низа научни теми.
„Откако хирургот прво ќе ја стави тубата, овие деца често мора да поминат низ дополнителни две или три, можеби дури и четири операции само за да имплантираат малку поголема цевка“, вели Кристофер Родел, кој го презентира истражувањето. „Нашата цел е да ја прошириме внатрешноста на цевката со катетер што емитува светлина што го вметнуваме во шантот, целосно елиминирајќи ја потребата од дополнителни операции. Родел е доцент по биомедицинско инженерство на Универзитетот Дрексел.
Овие вродени срцеви дефекти влијаат на долните комори на органот, познати како комори, што резултира со ограничен проток на крв во белите дробови и другите делови од телото. Без операција, бебињата со овие нарушувања не можат да преживеат. Овие бебиња често се раѓаат со мала големина, овие доенчиња можат брзо да растат по нивната прва операција за имплантација на шант.
За да се приспособат на нивниот раст, хирурзите често вршат уште една операција на отворени гради. Секој пат кога се изведува оваа постапка, таа создава ризик за детето. Во студијата на 360 пациенти кои биле подложени на почетна процедура за реконструкција на срцето, на 41 им биле потребни дополнителни операции за да имплантираат поголем шант и седум починале како резултат.
Претходно, колегите на Родел во Дрексел, Ејми Трокмортон и Кара Спилер, изградија прототип што може да се прошири за потенцијално да го замени најчесто користениот тип на шант. Тие го направија тоа со обложување на внатрешноста на цевката со хидрогел кој содржи мрежа од полимери опкружени со вода, поврзани едни со други со врски наречени вкрстени врски.
Формирањето на нови вкрстени врски ја принудува водата да излезе од хидрогелот и ги повлекува полимерите заедно, собирајќи го хидрогелот и проширувајќи ја внатрешноста на шантот. Во првичниот дизајн, новите вкрстени врски се формираа автоматски, без надворешен активирач.
Родел им се придружи на Трокмортон и Спилер за да им помогне да го реинженерираат шантот за материјалите да бидат безбедни за клиничка употреба и да може да се приспособат за да ги задоволат потребите на поединечните деца. Тој го постигна ова со развој на нови полимери за хидрогел кој ќе формира нови вкрстени врски и ќе го зголеми внатрешниот дијаметар на шантот како одговор на активирањето. За да започне вкрстено поврзување на барање, Родел одлучи да користи сина светлина бидејќи оваа бранова должина носи доволно енергија за да започне реакцијата, но е безбедна за живото ткиво.
„Светлината отсекогаш била една од моите омилени предизвикувачи, бидејќи можете да контролирате кога и каде ја применувате“, вели Родел.
За новиот уред, Родел и неговиот тим предводен од дипломираниот студент Акари Сеинер користат катетер со оптички влакна, во суштина долга, тенка цевка со врв што емитува светлина. За да го активираат хидрогелот чувствителен на светлина во шантот, тие имаат намера хирурзите да го вметнат катетерот во артеријата во близина на пазувите, а потоа да го маневрираат во позиција, елиминирајќи ја потребата да се отворат градите на бебето.
Во лабораториските експерименти, тие открија дека можат постепено да го прошируваат шантот, при што количината на експанзија варира во зависност од должината на изложеноста на светлината – резултатите што укажуваат дека откако ќе се имплантираат, прилагодувањата на шантот може да се прилагодат на секое дете. Откриле дека можат да го прошират шантот за дури 40%, проширувајќи го неговиот дијаметар од 3,5 милиметри на 5 милиметри – речиси колку големината на најголемиот шант вграден кај децата.
Тие, исто така, процениле како крвните клетки и крвните садови може да реагираат на модифицираниот шант. Тие не пронајдоа докази дека имплантираната цевка предизвикала формирање на згрутчување на крвта, воспалителен одговор или други реакции кои би можеле да претставуваат потенцијални здравствени проблеми.
Следно, тимот планира да тестира прототипови на шант со целосна должина во вештачка поставеност што го имитира човечкиот циркулаторен систем. Доколку овие експерименти бидат успешни, истражувачите имаат намера да преминат на експерименти во животински модели. Според Родел, оваа технологија би можела да биде корисна надвор од срцевите нарушувања со една комора. Хирурзите би можеле, на пример, да користат слични цевки за да ги заменат крвните садови кај децата повредени во сообраќајна несреќа.
„Во овие постапки, наидувате на истиот проблем: децата не се само мали возрасни, тие продолжуваат да растат“, вели Родел. „Тоа е нешто што треба да го земеме предвид во биоматеријалите, како тој графт ќе се однесува со текот на времето“.
Повеќе информации:
Развој на геометриски прилагодлив крвен шант за педијатриска операција за реконструкција на срце, ACS есен 2024 година.