Nyskapende lapp kan redusere muskelskader etter hjerteinfarkt
En nylig studie på rotter viser at et innovativt plaster forhindret strekk i hjertemuskelen som er vanlig etter et hjerteinfarkt.
Et hjerteinfarkt oppstår når blodstrømmen som gir hjertemuskelen oksygen reduseres eller blokkeres betydelig.
Hjertemuskelen blir skadet i prosessen, og mengden skade avhenger vanligvis av størrelsen på området som leveres av den blokkerte arterien.
Det kan ta omtrent 8 uker for hjertemuskelen å gro. Til tross for skaden, må resten av hjertet fortsette å pumpe blod.
Arrvev kan dannes i det skadede området og påvirke mengden blod som hjertet er i stand til å pumpe.
De fleste som overlever et hjerteinfarkt har en viss grad av kranspulsår. Dette skjer når arteriene blir herdet og innsnevret. Vanligvis må overlevende gjøre avgjørende livsstilsendringer, og de må kanskje ta medisiner for å forhindre et fremtidig hjerteinfarkt.
Ifølge Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har mer enn 700 000 mennesker i USA hvert år et hjerteinfarkt. Av disse opplever mer enn 500 000 sitt første hjerteinfarkt, og rundt 200 000 har allerede hatt et.
Tegn på hjerteinfarkt inkluderer brystsmerter og kortpustethet. Halvparten av amerikanske individer har minst en av følgende risikofaktorer: høyt blodtrykk, høyt kolesterol eller røyking.
Diabetes, fedme, fysisk inaktivitet og overdreven alkoholbruk øker også risikoen for hjerteinfarkt.
Testing av en ny type selvklebende hjerteplaster
Forskere ved Brown University i Providence, RI, Fudan University i Shanghai, Kina og Soochow University i Suzhou, Kina har samarbeidet om å lage og teste en ny type selvklebende hjerteplaster på rotter.
Studien var en tverrfaglig innsats blant forskere innen datamodellering og mekanikk, materialforskere og kardiologi. Forskerne publiserte sine funn i tidsskriftet Natur biomedisinsk ingeniørfag.
Forskerne opprettet denne selvklebende lappen ved hjelp av et vannbasert hydrogelmateriale og utviklet den ved hjelp av datasimuleringer. Plasteret kan sitte direkte på hjertet, og resultatene av studien viser at det kan bidra til å begrense muskelskader som ofte oppstår etter et hjerteinfarkt.
"Ideen her," forklarer studieforfatter Prof. Huajian Gao, fra Brown University, "er å gi mekanisk støtte til skadet vev, som forhåpentligvis gir det en sjanse til å gro."
Prof. Gao fortsetter med å si at tidligere studier har vist at mekaniske lapper kan være effektive, men ingen undersøkelser har forsøkt å identifisere de "optimale mekaniske egenskapene." Å få disse egenskapene riktig er avgjørende for å sikre at lappen kan fungere skikkelig.
“Hvis materialet er for hardt eller stivt,” legger han til, “kan du begrense hjerteets bevegelse slik at det ikke kan utvides til det volumet det trenger. Men hvis materialet er for mykt, vil det ikke gi nok støtte. Så vi trengte noen mekaniske prinsipper for å veilede oss. ”
Å skape rette mekaniske egenskaper er nøkkelen
Forskerne utviklet en datamodell med fokus på to nøkkelkomponenter, hvorav den ene var utvidelse og sammentrekning av hjertet og effekten plasteret hadde på disse funksjonene.
Den andre var å modellere skadene som oppstår etter et hjerteinfarkt. På denne måten kunne teamet se på hvor mye mekanisk støtte som ville være nødvendig for å begrense skaden.
Etter resultatene av datamodellen skapte forskerne - ledet av professor Lei Yang, fra Soochow University - et hydrogelmateriale ved hjelp av stivelse fra mat. Dette materialet er billig, lett å lage og viskoelastisk, noe som betyr at "det kombinerer flytende og faste egenskaper."
Studien på rotter viste at denne nye typen limplaster var effektiv for å redusere muskelskader etter hjerteinfarkt.
"[Det] opprettholdt en bedre hjerteeffekt og reduserte dermed kraftig overbelastningen av de gjenværende kardiomyocytter og ugunstig hjerteomdannelse," sier studieforfatter Ning Sun, en kardiologiforsker ved Fudan University.
Forskningen deres fant at plasteret kan redusere celledød, akkumulering av arrvev og oksidativt stress. Forskerne mener at det er behov for flere tester, men resultatene er lovende.
"Det gjenstår å se om det vil fungere hos mennesker, men det er veldig lovende."
Prof. Huajian Gao
