Cara baru untuk memperbaiki hati yang patah

Peranti "Therepi" melekat secara langsung kepada jantung yang rosak, membolehkan penghantaran ubat dari pelabuhan di bawah kulit pesakit untuk menambah fungsi jantung.
Mary Beth O'Leary | Jabatan Kejuruteraan Mekanikal
12 Jun, 2018
Siasatan Tekan
Selepas pesakit mempunyai serangan jantung, berlakunya kejadian yang membawa kepada kegagalan jantung bermula. Kerosakan ke kawasan di jantung di mana saluran darah dihalang membawa kepada tisu parut. Sebagai tindak balas kepada parut, jantung akan merombak untuk mengimbangi. Proses ini sering berlaku dalam kegagalan ventrikel atau injap.
Pasukan penyelidik berharap untuk menghentikan perkembangan dari serangan jantung kepada kegagalan jantung dengan peranti kecil yang dipanggil "Therepi." Peranti mengandungi takungan yang melekat secara terus ke tisu jantung yang rosak. Satu garis refill menghubungkan takungan ke pelabuhan pada atau di bawah kulit pesakit di mana terapi boleh disuntik sama ada oleh pesakit atau profesional penjagaan kesihatan.
Satu kajian baru yang diterbitkan dalam Kejuruteraan Alam Biomedikal yang melibatkan satu pasukan penyelidik dari MIT, Universiti Harvard, Royal College of Surgeons di Ireland, Trinity College Dublin, Bahan Penyelidikan dan Penyelidikan Bioengineering (AMBER) Centre, dan National University of Ireland Galway menerangkan bagaimana Therepi boleh digunakan untuk memulihkan fungsi jantung.
"Selepas serangan jantung, kami boleh menggunakan alat ini untuk menyampaikan terapi untuk mencegah pesakit mendapat kegagalan jantung," jelas Ellen Roche, pengarang pertama kajian dan pembantu profesor di Jabatan MIT Mekanikal Kejuruteraan dan Institut Kejuruteraan dan Sains Perubatan. "Jika pesakit sudah mempunyai beberapa tahap kegagalan jantung, kita boleh menggunakan peranti ini untuk melemahkan kemajuan."
Dua daripada sistem yang paling biasa digunakan saat ini untuk menyampaikan terapi untuk mencegah kegagalan jantung adalah tidak cekap dan invasif. Dalam satu kaedah, ubat disampaikan secara sistematik dan bukan diberikan secara langsung ke tapak kerosakan. Jumlah ubat yang digunakan perlu dihadkan untuk mengelakkan kesan sampingan yang beracun dan seringkali hanya sejumlah kecil yang mencapai tisu jantung yang rosak.
"Dari sudut pandang farmakologi, masalah besar yang anda suntikan sesuatu yang tidak tinggal di tisu yang rosak cukup lama untuk membuat perubahan," kata William Whyte, penulis pertama dan calon PhD di Trinity Kolej Dublin dan AMBER.
Kaedah alternatif melibatkan prosedur invasif untuk menyuntik terapi secara langsung ke dalam otot jantung. Oleh kerana berbilang dos diperlukan, ini memerlukan banyak pembedahan invasif.
Therepi menangani masalah dengan kaedah penyampaian ubat semasa dengan mentadbirkan terapi yang tidak diserang setempat sebanyak yang diperlukan. Takungan peranti boleh ditanamkan di dalam hati hanya dengan satu prosedur pembedahan.
Terapi tempatan, terapi lebih dahulu
Reservoir itu sendiri memegang potensi yang luar biasa untuk penghantaran dadah. Dibina daripada polimer berasaskan gelatin, takungan mempunyai bentuk separuh bulat dengan bahagian bawah rata melekat pada tisu yang berpenyakit. Bahagian bawah rata terdiri daripada membran separuh telap yang boleh diselaraskan untuk membolehkan lebih banyak ubat atau bahan yang lebih besar untuk disalurkan langsung ke tisu jantung.
"The bahan kita gunakan untuk membina reserbor adalah penting. Kami memerlukannya untuk bertindak seperti spons supaya dapat mengekalkan terapi dengan tepat di mana anda memerlukannya, "tambah Whyte. "Itu sukar untuk dicapai kerana jantung sentiasa meremas dan bergerak."
Reservoir menyediakan peluang yang unik untuk menguruskan terapi sel stem. Ia berfungsi sebagai kilang sel. Daripada melewati membran ke dalam hati, sel-sel tinggal di dalam takungan di mana mereka menghasilkan faktor parakrin yang menggalakkan penyembuhan pada tisu jantung yang rosak.
Dalam model tikus, peranti itu ditunjukkan berkesan dalam meningkatkan fungsi jantung selepas serangan jantung. Para penyelidik menugaskan pelbagai dos sel ke jantung yang rosak sepanjang tempoh empat minggu. Mereka kemudian menganalisis perubahan hemodinamik dalam tisu menggunakan kateter jumlah tekanan dan menggunakan echocardiography untuk membandingkan perubahan fungsi dari masa ke masa."Kami melihat bahawa kumpulan yang mempunyai peranti kami telah pulih dengan beberapa fungsi jantung," jelas Claudia Varela, seorang pelajar PhD dalam Program Harvard-MIT dalam Sains Kesihatan dan Teknologi.
Hati yang menerima pelbagai dos sel melalui terapi mempunyai fungsi jantung yang lebih banyak daripada mereka yang hanya menerima satu suntikan atau tiada rawatan sama sekali.
Mencari dos optimum
Keupayaan Therepi melampaui merawat penyakit jantung. Memandangkan ia memberikan peluang untuk dosis setempat yang disampaikan, ia boleh digunakan sebagai alat untuk mengenal pasti dos yang sesuai untuk pelbagai keadaan.
"Kami berharap dapat menggunakan peranti itu sendiri sebagai alat penyelidikan untuk mengetahui lebih lanjut mengenai rejim pemuatan dadah yang optimum," kata Roche.
Untuk pertama kalinya, para penyelidik berpeluang untuk mengesan penggantian pelbagai terapi setempat dari masa ke masa untuk membantu mengenal pasti selang dos yang terbaik dan jumlah dos.
"Sebagai seorang ahli farmasi dengan latihan, saya sangat teruja untuk mula menyiasat apa dos terbaik, kapan masa terbaik untuk disampaikan selepas serangan jantung, dan berapa dos diperlukan untuk mencapai kesan terapeutik yang diingini," tambah Whyte.
Walaupun pasukan itu telah memberi tumpuan kepada bagaimana Therepi boleh mengurangkan kesan penyakit jantung, peranti itu boleh digunakan di bahagian lain badan. Dengan mengoptimumkan reka bentuk dan menyesuaikan bahan yang digunakan untuk membina takungan, Therepi boleh digunakan untuk pelbagai penyakit dan masalah kesihatan.
"Peranti ini benar-benar satu platform yang boleh disesuaikan dengan sistem organ yang berbeza dan keadaan yang berbeza," kata Varela. "Ia adalah satu contoh yang baik tentang bagaimana penyelidikan persilangan melihat kedua-dua peranti dan terapi biologi dapat membantu kita menghasilkan cara-cara baru untuk merawat penyakit."
Ini baru dimuat naik oleh pasukan XY-GLOBAL.