Künstliches Herz Patch könnte Schäden nach einem Herzinfarkt reparieren

Im Gegensatz zu einigen menschlichen Organen kann sich das Herz nach einem Herzinfarkt nicht selbst regenerieren.

Forscher haben einen funktionierenden künstlichen menschlichen Herzmuskel entwickelt, der groß genug ist, um Schäden zu überbrücken, die typischerweise bei Patienten auftreten, die einen Herzinfarkt erlitten haben. Im Gegensatz zu einigen menschlichen Organen kann sich das Herz nach einem Herzinfarkt nicht selbst regenerieren. Der tote Muskel wird oft durch Narbengewebe ersetzt, das elektrische Signale oder Kontraktionen nicht mehr übertragen kann, die beide für einen sanften und kräftigen Herzschlag notwendig sind. Das Endergebnis ist eine Krankheit, die allgemein als Herzinsuffizienz bezeichnet wird und weltweit über 12 Millionen Patienten betrifft. Der von biomedizinischen Ingenieuren der Duke University in den USA entwickelte Herzpflaster ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Reparatur von totem Herzmuskel bei menschlichen Patienten.

"Im Moment zielen fast alle existierenden Therapien darauf ab, die Symptome von den Schäden zu reduzieren, die bereits dem Herzen zugefügt wurden, aber keine Ansätze waren in der Lage, die verlorenen Muskeln zu ersetzen, denn sobald sie tot sind, wächst sie nicht wieder auf ", sagte Ilya Shadrin, erster Autor der Studie, die online in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde. "Dies ist eine Möglichkeit, verlorene Muskeln durch Gewebe außerhalb des Körpers zu ersetzen", fügte Shadrin hinzu. Damit Herz-Patches funktionieren, muss es groß genug sein, um das betroffene Gewebe zu bedecken. Es muss auch genauso stark und elektrisch aktiv sein wie das native Herzgewebe, sonst könnte die Diskrepanz zu einem falschen Herzschlag führen.

"Die Herstellung einzelner Herzmuskelzellen ist ziemlich alltäglich, aber die Menschen haben sich darauf konzentriert, Miniaturgewebe für die Medikamentenentwicklung zu entwickeln", sagte Nenad Bursac, Professor für Biomedizintechnik bei Duke. "Die Skalierung auf diese Größe ist etwas, das noch nie gemacht wurde, und es erforderte viel Ingenieurseinfallsreichtum", sagte Bursac. Die Zellen für das Herzpflaster wurden aus menschlichen pluripotenten Stammzellen gezüchtet - den Zellen, die zu jeder Art von Zellen im Körper werden können. Tests zeigten, dass der Herzmuskel im Pflaster voll funktionsfähig war, mit elektrischen, mechanischen und strukturellen Eigenschaften, die denen eines normalen, gesunden erwachsenen Herzens ähnelten. Lesen Sie hier Warum plötzlicher Herzstillstand gefährlicher ist als ein Herzinfarkt

"Dies ist extrem schwierig, da das Gewebe, das gewachsen ist, um so schwerer ist, die gleichen Eigenschaften überall zu erhalten", sagte Bursac. "Ebenso anspruchsvoll war es, die Gewebe in einem schnellen Zeitmaßstab von fünf Wochen zur Erwachsenenstärke heranreifen zu lassen und dabei Eigenschaften zu erreichen, die typischerweise Jahre der normalen menschlichen Entwicklung benötigen", fügte Bursac hinzu. Die Forscher zeigten, dass diese Herz-Patches überleben, vaskularisiert werden und ihre Funktion erhalten, wenn sie auf Mäuse- und Rattenherzen implantiert werden. Damit ein Herzpflaster tatsächlich die Arbeit des toten Herzmuskels bei menschlichen Patienten ersetzen kann, müsste er jedoch viel dicker sein als das in dieser Studie gewachsene Gewebe. Die Forscher sagten, sie arbeiteten daran, dies zu ermöglichen.

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