การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่า “ไฮโดรเจล” ที่ฉีดแล้วอาจกลายเป็นวิธีที่ไม่ต้องผ่าตัดเพื่อซ่อมแซมเนื้อเยื่อหัวใจที่เสียหายในผู้ป่วยที่มีภาวะหัวใจล้มเหลว
วัสดุที่ใช้จะขึ้นอยู่กับเนื้อเยื่อหัวใจหมู มันพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพเมื่อทดสอบในสุกรที่มีหัวใจล้มเหลวและอาจเป็นขั้นตอนที่ใกล้เคียงกับการเป็นทางเลือกสำหรับผู้ป่วย
นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถฉีดไฮโดรเจลเข้าไปในหัวใจของสุกรสองสัปดาห์หลังจากหัวใจวายและป้องกันการสูญเสียกล้ามเนื้อหัวใจและการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ที่อาจนำไปสู่ภาวะหัวใจล้มเหลว
“ หลังจากหัวใจวายไม่เพียง แต่เซลล์จะตายเท่านั้น แต่ยังเป็นโครงนั่งร้านธรรมชาติที่เซลล์นั่งเสื่อมโทรมและหายไป” Karen Christman หัวหน้านักวิจัยด้านวิศวกรรมชีวภาพจาก UCSD อธิบาย
“เราคิดว่าไฮโดรเจลจะช่วยให้ร่างกายนั่งร้านชั่วคราวซึ่งจะช่วยให้เซลล์หัวใจที่รอดชีวิตของร่างกายสามารถ repopulate บริเวณนั้นและช่วยให้หลอดเลือดและสเต็มเซลล์ใหม่เข้ามาและผลสุทธิก็คือเราได้กล้ามเนื้อหัวใจมากขึ้นในภูมิภาคนั้น” เธอพูด.
จนถึงขณะนี้การวิจัยแสดงให้เห็นว่าไฮโดรเจลที่ได้จากหมูสามารถทนได้ดีกับสายพันธุ์อื่น นักวิจัยยังฉีดวัสดุเข้าไปในหัวใจหนูและไม่เห็นชนิดของการอักเสบที่บ่งบอกว่าร่างกายกำลังปฏิเสธวัสดุ
ความอดทนของระบบภูมิคุ้มกันนี้อาจเป็นเพราะความจริงที่ว่านักวิจัยล้างเซลล์ทั้งหมดออกจากหัวใจหมูดังนั้นสิ่งที่เหลืออยู่ในไฮโดรเจลก็คือโปรตีนและน้ำตาล Christman อธิบาย เมื่อโปรตีนถูกฉีดเข้าไปในหัวใจพวกมันจะรวมตัวกันกลายเป็น “เส้นใยที่พันกันยุ่ง” ซึ่งกลายเป็นโครงสร้างนั่งร้านเธอกล่าว
หากไฮโดรเจลทำตลาดได้จะไม่เป็นผลิตภัณฑ์ทางคลินิกที่ได้จากหมูตัวแรก ตามข้อมูลของ Christman มีคนมากกว่าหนึ่งล้านคนได้รับการปลูกฝังด้วยวัสดุที่ทำจากลำไส้เล็กหมูเพื่อรักษาหลอดเลือดแดงที่ได้รับบาดเจ็บซ่อมแซมเนื้อเยื่อกระเพาะปัสสาวะเส้นเอ็นและเอ็น
เธอและเพื่อนร่วมงานของเธอกำลังวางแผนที่จะเริ่มการทดสอบไฮโดรเจลหัวใจหมูในคนที่มีอาการหัวใจวายเริ่มในช่วงครึ่งหลังของปี 2013
สำหรับการรักษาแพทย์จะส่งไฮโดรเจลผ่านสายสวนจากหลอดเลือดแดงที่ขาหนีบไปจนถึงส่วนที่เสียหายของหัวใจเช่นเดียวกับวิธีการใช้วัสดุในสุกร Christman กล่าว
ไฮโดรเจลอีกประเภทที่ทำจากสาหร่ายแสดงให้เห็นว่ามีประโยชน์ในหมูและกำลังถูกทดสอบในการทดลองทางคลินิกเพื่อความปลอดภัยและประสิทธิผลในผู้ที่มีความเสี่ยงต่อภาวะหัวใจล้มเหลว
ชาวอเมริกันมากกว่า 900,000 คนมีอาการหัวใจวายทุกปีตามศูนย์ควบคุมและป้องกันโรคแห่งสหรัฐอเมริกา หัวใจวายสามารถเพิ่มความเสี่ยงของภาวะหัวใจล้มเหลวซึ่งเกิดขึ้นเมื่อหัวใจไม่สามารถสูบฉีดโลหิตได้เพียงพอและถูกทำเครื่องหมายโดยหายใจถี่, ไอและเหนื่อยล้า ประมาณ 5.7 ล้านคนในสหรัฐอเมริกามีภาวะหัวใจล้มเหลว
“เมื่อคุณมีอาการหัวใจวายเซลล์หัวใจเหล่านั้นจะตายและกลายเป็นเนื้อเยื่อแผลเป็นและเมื่อเวลาผ่านไปหัวใจก็จะขยายและมีประสิทธิภาพน้อยลง” ซึ่งอาจนำไปสู่ภาวะหัวใจล้มเหลวดร. เจย์ทราเวิร์สรองศาสตราจารย์ด้านการแพทย์ของมหาวิทยาลัยกล่าว สถาบันมินนิโซตามินนิอาโปลิส
ยาเช่น ACE inhibitors และ beta blockers หรือตาข่ายเล็ก ๆ เพื่อเปิดหลอดเลือดสามารถช่วยป้องกันภาวะหัวใจล้มเหลวในผู้คนจำนวนมากเขากล่าว “ แต่คนจำนวนมากยังคงพัฒนาภาวะหัวใจล้มเหลวดังนั้นยาเสพติดก็ไม่เพียงพอ” เขาอธิบาย
“พื้นที่หลักสองแห่งที่ดูมีแนวโน้มกำลังใช้สเต็มเซลล์และการใช้วัสดุชีวภาพเหล่านี้ที่อยู่ในกระดาษ [ของ Christman]” ทราเวิร์สกล่าว
นักวิจัยจำนวนหนึ่งรวมถึงทราเวิร์สกำลังศึกษาผลของการฉีดสเต็มเซลล์ผ่านสายสวนเข้าไปในหัวใจของผู้ป่วยหลังจากหัวใจวายด้วยความหวังว่าจะกระตุ้นการสร้างกล้ามเนื้อหัวใจและป้องกันหัวใจล้มเหลว เซลล์ต้นกำเนิดมาจากหัวใจหรือไขกระดูกของผู้ป่วยหรือผู้บริจาค
ผลการวิจัยได้รับการผสมกับการศึกษาบางส่วนรายงานการปรับปรุงในการวัดประสิทธิภาพการปั๊มหัวใจในขณะที่คนอื่นไม่พบความแตกต่างในการทำงานของหัวใจ
ปัญหาหนึ่งของการรักษาด้วยสเต็มเซลล์คือประมาณร้อยละ 10 ของเซลล์ต้นกำเนิดที่รอดชีวิตนานกว่าหนึ่งวันหลังจากฉีดอาจเป็นเพราะพวกเขาไม่มีพื้นผิวที่จะยึดติดอยู่ Traverse กล่าว
ในทางตรงกันข้ามการศึกษาของ Christman แสดงให้เห็นว่าในหนูหนูนั่งร้านไฮโดรเจลติดอยู่ประมาณสองสามสัปดาห์ก่อนที่มันจะละลาย เมื่อถึงเวลาดังกล่าวโครงยกพื้นอาจได้รับการคัดเลือกเซลล์ต้นกำเนิดที่เพียงพอและช่วยเซลล์กล้ามเนื้อหัวใจให้ได้รับประโยชน์อย่างยั่งยืน Traverse กล่าว
ขณะนี้เขาและเพื่อนร่วมงานกำลังทดสอบการใช้สเต็มเซลล์ในสัตว์ร่วมกับวัสดุที่ได้มาจากลำไส้หมูซึ่งเป็นองค์การอาหารและยาของสหรัฐอเมริกาที่ได้รับอนุมัติ “ เราหวังว่าเราจะได้รับผลกระทบเพิ่มเติม” ทราเวิร์สกล่าว
การศึกษาในปัจจุบันโดย Christman และเพื่อนร่วมงานของเธอจัดการไฮโดรเจลให้กับหมูหกตัวและให้ฉีดสารละลายเกลือหรือไม่ให้สัตว์ “ควบคุม” ฉีดยาสี่ตัวนักวิจัยทดสอบการทำงานของหัวใจของสุกรด้วย echocardiogram หรือ “echo” ซึ่งใช้อัลตร้าซาวด์เพื่อถ่ายภาพของหัวใจ
สามเดือนหลังจากการฉีดยาหมูที่ได้รับไฮโดรเจลนั้นมีการปรับปรุงในการวัดว่าหัวใจสูบฉีดเลือดได้ดีเพียงใดและลดการขยายขนาดของหัวใจที่บ่งบอกถึงภาวะหัวใจล้มเหลว ในทางตรงกันข้ามสัตว์ควบคุมส่วนใหญ่มีฟังก์ชั่นการทำงานของหัวใจที่แย่ลงและสัญญาณการขยายตัวของหัวใจ
นักวิจัยตรวจดูเนื้อเยื่อหัวใจที่นำมาจากสัตว์และพบว่าสัตว์ที่รักษาด้วยไฮโดรเจลนั้นมีกล้ามเนื้อหัวใจหนากว่าในพื้นที่ที่มีอาการหัวใจวายมากกว่าสัตว์ควบคุม ไม่มีความแตกต่างในจังหวะการเต้นของหัวใจหรือเนื้อเยื่อจากอวัยวะอื่น ๆ หลังจากฉีดยาในสัตว์ที่ทำการรักษาหรือควบคุม
แม้ว่าการทดสอบที่แท้จริงจะเป็นวิธีที่ไฮโดรเจลมีประสิทธิภาพและปลอดภัยต่อมนุษย์ แต่กายวิภาคของหัวใจหมูก็คล้ายกับมนุษย์มาก
“ฉันจินตนาการว่าภายใน 15 ปีจากนี้เมื่อผู้ป่วยเข้ามามีอาการหัวใจวาย [และแสดงอาการหัวใจล้มเหลวจากการทดสอบเสียงสะท้อนหรือ MRI] พวกเขาจะได้รับสเต็มเซลล์หรือผลิตภัณฑ์วัสดุชีวภาพหรือทั้งสองอย่างเพื่อช่วยป้องกันการพัฒนาของหัวใจ ความล้มเหลว “ทราเวิร์สกล่าว
การศึกษานี้ตีพิมพ์ใน <ก.พ. > เวชศาสตร์การแปลวิทยาศาสตร์ ฉบับวันที่ 20 กุมภาพันธ์
งานวิจัยได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดย Ventrix Inc. ซึ่งเป็น บริษัท ที่ตั้งอยู่ในซานดิเอโกที่ Christman ร่วมก่อตั้ง