Инновационный пластырь может уменьшить повреждение мышц после сердечного приступа
Недавнее исследование на крысах показало, что инновационный пластырь предотвращает растяжение сердечной мышцы, часто возникающее после сердечного приступа.
Сердечный приступ возникает, когда кровоток, обеспечивающий сердечную мышцу кислородом, значительно снижается или блокируется.
При этом повреждается сердечная мышца, и размер повреждения обычно зависит от размера области, покрытой закупоренной артерией.
На заживление сердечной мышцы может уйти около 8 недель. Несмотря на повреждение, остальная часть сердца должна продолжать перекачивать кровь.
В травмированной области может образовываться рубцовая ткань, что влияет на количество крови, которое может перекачивать сердце.
Большинство людей, переживших сердечный приступ, в той или иной степени страдают ишемической болезнью сердца. Это происходит, когда артерии затвердевают и сужаются. Обычно выжившим приходится кардинально изменить образ жизни и принимать лекарства, чтобы предотвратить сердечный приступ в будущем.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC), более 700 000 человек в Соединенных Штатах ежегодно страдают сердечным приступом. Из них более 500 000 пережили первый сердечный приступ, а около 200 000 уже перенесли его.
Признаки сердечного приступа включают боль в груди и одышку. У половины жителей США есть как минимум один из следующих факторов риска: высокое кровяное давление, высокий уровень холестерина или курение.
Диабет, ожирение, отсутствие физической активности и чрезмерное употребление алкоголя также увеличивают риск сердечного приступа.
Тестирование нового типа лейкопластыря на сердце
Ученые из Университета Брауна в Провиденсе, Род-Айленд, Университета Фудань в Шанхае, Китай, и Университета Сучжоу в Сучжоу, Китай, совместно создали и протестировали новый тип лейкопластыря на сердце на крысах.
Исследование было междисциплинарным усилием исследователей в области компьютерного моделирования и механики, материаловедов и кардиологов. Ученые опубликовали свои выводы в журнале. Природа Биомедицинская инженерия.
Ученые создали этот пластырь с использованием гидрогелевого материала на водной основе и разработали его с помощью компьютерного моделирования. Пластырь может накладываться прямо на сердце, и результаты исследования показывают, что он может помочь ограничить повреждение мышц, которое часто возникает после сердечного приступа.
«Идея здесь, - объясняет соавтор исследования профессор Хуацзянь Гао из Университета Брауна, - состоит в том, чтобы обеспечить механическую поддержку поврежденной ткани, которая, мы надеемся, даст ей шанс на заживление».
Профессор Гао продолжает, что прошлые исследования показали, что механические пластыри могут быть эффективными, но ни одно исследование не предприняло попыток определить «оптимальные механические свойства». Правильная настройка этих свойств имеет решающее значение для обеспечения правильной работы исправления.
«Если материал слишком твердый или жесткий, - добавляет он, - вы можете ограничить движение сердца, чтобы оно не могло расшириться до необходимого объема. Но если материал слишком мягкий, он не обеспечит достаточной поддержки. Итак, нам нужны были некоторые механические принципы, которыми мы могли бы руководствоваться ».
Ключевым моментом является создание правильных механических свойств
Исследователи разработали компьютерную модель, сфокусированную на двух ключевых компонентах, одним из которых было расширение и сокращение сердца и влияние пластыря на эти функции.
Другой - смоделировать травмы, возникающие после сердечного приступа. Таким образом, команда могла посмотреть, какая механическая поддержка потребуется, чтобы ограничить повреждение.
Следуя результатам компьютерной модели, исследователи во главе с профессором Лей Янгом из Университета Сучжоу создали гидрогелевый материал с использованием крахмала пищевого происхождения. Этот материал недорогой, простой в изготовлении и вязкоупругий, что означает, что «он сочетает в себе свойства жидкости и твердого вещества».
Исследование на крысах показало, что этот новый тип пластыря эффективен для уменьшения повреждения мышц после сердечного приступа.
«[Он] поддерживает лучший сердечный выброс и, таким образом, значительно снижает перегрузку оставшихся кардиомиоцитов и неблагоприятное ремоделирование сердца», - говорит соавтор исследования Нин Сун, исследователь кардиологии из Университета Фудань.
Их исследования показали, что пластырь может уменьшить гибель клеток, накопление рубцовой ткани и окислительный стресс. Исследователи считают, что требуется дополнительное тестирование, но результаты многообещающие.
«Еще неизвестно, сработает ли это на людях, но это очень многообещающе».
Проф. Хуацзянь Гао
