一种修补伤心的新方法

“Itpi”装置直接附着在受损的心脏上，能够从患者皮肤下的端口输送药物以增强心脏功能。
Mary Beth O'Leary |机械工程系
2018年6月12日
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在患者心脏病发作后，开始导致心力衰竭的一连串事件。对血管被阻塞的心脏区域的损伤导致瘢痕组织。为了应对疤痕，心脏会重塑以弥补。该过程通常以心室或瓣膜衰竭结束。
一组研究人员希望通过一种名为“Therepi”的小型装置阻止从心脏病发作到心力衰竭的进展。该装置包含一个直接附着在受损心脏组织上的储液器。再填充线将储存器连接到患者皮肤上或下方的端口，其中可以由患者或医疗保健专业人员注射治疗。
一项新的研究发表在自然生物医学工程，涉及麻省理工学院，哈佛大学，爱尔兰皇家外科医学院，都柏林三一学院，先进材料和生物工程研究中心（AMBER）以及爱尔兰国立大学戈尔韦的研究人员团队，详细介绍了Therepi如何能够用于恢复心脏功能。
“心脏病发作后，我们可以使用这种装置进行治疗以防止患者心力衰竭，”该研究的共同第一作者，麻省理工学院系助理教授艾伦罗奇解释道。 机械 医学工程与科学工程与研究所。 “如果患者已经有一定程度的心力衰竭，我们可以使用该装置来减弱进展。”
目前用于预防心力衰竭治疗的两种最常见的系统是低效和侵入性的。在一种方法中，药物全身递送而不是直接施用于损伤部位。必须限制使用的药物量以避免毒副作用，并且通常只有少量药物到达受损的心脏组织。
“从药理学的角度来看，这是一个很大的问题，你注射的东西不会留在受损组织足够长的时间以产生影响，”三位一体的共同第一作者和博士候选人William Whyte说。都柏林大学和琥珀。
替代方法涉及将治疗直接注射到心肌中的侵入性程序。由于需要多剂量，这需要多次侵入性手术。
其通过根据需要多次施用局部的非侵入性疗法来解决当前药物递送方法的问题。只需一次外科手术，即可将设备的储液器植入心脏。
本地化的定制疗法
水库本身具有惊人的药物输送潜力。由明胶基聚合物构成，储库具有半球形形状，平坦底部连接到患病组织。平底由半透膜组成，可调节该膜以允许更多药物或更大的材料直接进入心脏组织。
“该 材料 我们以前建造水库是至关重要的。我们需要它像海绵一样，因此它可以将治疗保留在您需要的地方，“怀特补充说。 “由于心脏不断挤压和移动，这很难实现。”
水库为管理干细胞疗法提供了独特的机会。它充当细胞工厂。细胞不是通过膜进入心脏，而是留在储库内，在那里它们产生旁分泌因子，促进受损心脏组织的愈合。
在大鼠模型中，该装置显示出在心脏病发作后有效改善心脏功能。研究人员在为期四周的时间内对受损的心脏施用了多剂细胞。然后，他们使用压力容积导管分析组织中的血液动力学变化，并使用超声心动图来比较功能随时间的变化。“我们看到拥有我们设备的团体已经恢复了一些心脏功能，”哈佛 - 麻省理工学院健康科学与技术专业的博士生Claudia Varela解释道。
通过治疗接受多剂量细胞的心脏比仅接受单次注射或根本不接受治疗的心脏具有更多的心脏功能。
寻找最佳剂量
Therepi的能力不仅仅是治疗心脏病。由于它提供了递送多种局部剂量的机会，因此可以用作确定适合多种病症的确切剂量的工具。
“我们希望将设备本身作为研究工具，以了解更多有关最佳药物加载方案的信息，”罗氏说。
研究人员第一次有机会跟踪多次局部治疗的补充，以帮助确定最佳给药间隔和剂量。
“作为一名接受过培训的药剂师，我很高兴能够开始研究什么是最佳剂量，何时是心脏病发作后的最佳时间，以及需要多少剂量来达到理想的治疗效果，”怀特补充道。
虽然该团队一直关注Therepi如何减轻心脏病的影响，但该设备可用于身体的其他部位。通过优化设计和调整用于构建储层的材料，Therepi可用于广泛的疾病和健康问题。
“该设备实际上是一个可以根据不同器官系统和不同条件量身定制的平台，”Varela说。 “这只是一个很好的例子，说明了研究设备和生物疗法的交叉研究如何帮助我们找到治疗疾病的新方法。”
这个新的由XY-GLOBAL团队上传。