Znajdź zawartość

Nowy rodzaj zastawek serca, wytwarzanych z własnych tkanek pacjenta, został opracowany przez niemieckich naukowców. Jeżeli technologia, dziś będąca w fazie testów, zostanie udostępniona na szeroką skalę, może nas czekać prawdziwa rewolucja w tej dziedzinie. Autorem naturalnego implantu jest prof. Axel Haverich, kardiochirurg pracujący w Hanowerskiej Szkole Medycyny. W badaniach wspiera go dwóch innych naukowców: dr Serghei Cebotari oraz dr Michael Harder. Badacze pracują wspólnie nad udoskonaleniem nowego modelu zastawki serca, wytwarzanej z wykorzystaniem "rusztowania" złożonego ze składników własnej tkanki pacjenta lub tkanki dawcy ludzkiego lub zwierzęcego. Implant jest przygotowywany w laboratorium, a następnie wszczepiany z powrotem do organizmu biorcy. Opracowywana metoda jest tworzona głównie z myślą o dzieciach. Obecnie w samej Europie przeprowadza się u nich około 1200 zabiegów przeszczepu tych delikatnych, płatkowatych przegród zapobiegających cofaniu się krwi podczas skurczu serca. Zabieg bez wątpienia zwiększa komfort pacjenta, niejednokrotnie ratując mu nawet życie, lecz tradycyjnie stosowane technologie mają wiele wad. Zastosowanie materiału pochodzenia biologicznego pozwala na uniknięcie wielu komplikacji związanych ze stosowanymi obecnie technologiami. Zastawki mechaniczne, obecnie używane zdecydowanie najczęściej, mają tendencję do wywoływania nadmiernego osadzania się skrzepów krwi na ich powierzchni, przez co wymagana jest dożywotnia terapia obniżająca krzepliwość. Jedyna dostępna obecnie alternatywa, czyli zastawki pobierane od zwierząt (najczęściej są to krowy i świnie), budzi z kolei wątpliwości natury etycznej. Problemem jest także ograniczona trwałość implantu pochodzenia zwierzęcego. Wiele wskazuje na to, że jeśli pomysł niemieckich badaczy zostanie zrealizowany i wdrożony na szeroką skalę, problemy te zostaną rozwiązane. Zespół prof. Havericha proponuje pobranie zastawki od samego pacjenta lub od dawcy ludzkiego albo zwierzęcego. Kolejnym etapem terapii jest usunięcie z niej wszelkich komórek, a następnie wykorzystanie pozostałego materiału, złożonego głównie z białek strukturalnych, jako "rusztowania" dla wytworzenia nowej zastawki. Powstaje ona dzięki kolonizacji komórkami pochodzącymi od biorcy, który w tym momencie staje się jednocześnie dawcą. Jak informują eksperci, "wyhodowanie" implantu zajmuje kilka tygodni. Zaproponowane rozwiązanie ma szereg zalet w porównaniu do metod stosowanych obecnie. Po pierwsze, zastawka jest wytworzona niemal w całości z materiału pochodzącego od biorcy, przez co ryzyko odrzucenia przeszczepu jest niemal zerowe. Co więcej, implant nowego typu jest tworem ożywionym, dzięki czemu może dojrzewać i powiększać się wraz z dojrzewającym sercem dziecka. Jest on także całkowicie bezobsługowy, gdyż jakiekolwiek ubytki jego struktury są uzupełniane dzięki naturalnym mechanizmom regeneracyjnym. Obecnie prowadzone są testy kliniczne, których zadaniem jest ocena jakości wytwarzanych zastawek. Pierwsze dwie z nich wszczepiono sześć lat temu, a mali pacjenci, którzy w momencie zabiegu mieli 9 i 10 lat, dorastają obecnie bez większych komplikacji zdrowotnych. Od tamtego czasu procedurę przeszło łącznie szesnaścioro dzieci. Zebrane informacje pozwalają wierzyć, że "żywe przeszczepy" są doskonałą metodą leczenia wad serca. Niemieccy naukowcy otrzymali niedawno od prezydenta Horsta Köhlera nagrodę w wysokości ćwierć miliona euro za wybitne osiągnięcia w dziedzinie inżynierii i kreowania innowacyjnych technologii. Trwają także dalsze badania związane z realizacją ich nowatorskiego pomysłu. Jeżeli nic nie stanie na przeszkodzie, istnieje duża szansa na dopuszczenie tej nowatorskiej metody leczenia do powszechnego użycia w kardiochirurgii.

Kardiochirurdzy już od pewnego czasu dokonują operacji na bijącym sercu. Są to zabiegi skomplikowane, lecz pozwalają uniknąć otwierania klatki piersiowej pacjenta, zatrzymywania serca i włączania zastępczego krwioobiegu. Niektóre takie operacje można przeprowadzić na dorosłych pacjentach. Jednak u dzieci lub u dorosłych u których konieczne jest wykonanie skomplikowanych czynności, trzeba posługiwać się tradycyjnymi metodami. Sytuacji takich można by uniknąć, gdyby lekarze dysponowali realistycznymi i dokładnymi metodami obrazowania. Z pomocą przyszedł... przemysł gier wideo. Zespół Pedro del Nido i Nikolaya Vasilyeva z wydziału kardiochirurgii dziecięcej Szpitala Dziecięcego w Bostonie, wykorzystuje stereoskopowe okulary podczas eksperymentalnych operacji. Lekarze już wcześniej korzystali z wysoko zaawansowanych trójwymiarowych systemów ultrasonograficznych, jednak wciąż się mylili, gdyż przekazywanym obrazom brakowało głębi. Ordynator kardiochirurgii, Del Nido, zorientował się w pewnym momencie, że potrzebne jest widzenie stereoskopowe. Porównał wykorzystywane metody, do oglądania meczu baseballa w telewizji. To wystarczy do śledzenia akcji, ale nie [płaski obraz - red.] nie pozwala na złapanie piłki w locie - wyjaśnia. We współpracy z Robertem Howe z Uniwersytetu Harvarda doszli do wniosku, że trzeba wykorzystać technologię z gier wideo. Przekazywany obraz należy podzielić na dwa i wyświetlić każdy z nich pod nieco innym kątem. Następnie zwykłe okulary stereoskopowe wystarczą, by oglądać trójwymiarowy obraz i zyskać wrażenie głębi. Nikolay Vasilyev przeprowadził operację na świniach z ubytkiem przegrody międzyprzedsionkowej. Zabiegi były prowadzone bez otwierania klatki piersiowej, z narzędzia wprowadzono przez żyły. Podczas testów naukowiec zastosował 64 szwy: 32 umieścił posługując się standardową techniką trójwymiarowej ultrasonografii, a podczas zakładania 32 wspomagał się stereoskopowymi okularami. Testy wykazały, że dzięki okularom przyspieszył operacje o 44%. Umieszczenie pojedynczego szwu zajmowało mu 17,2 sekundy, podczas gdy z okularami trwało 9,7 sekundy. Ponadto okulary umożliwiły bardziej precyzyjne założenie szwów. Za ich pomocą odchylenie od ideału wynosiło średnio 3,8 milimetra, podczas gdy standardowo było ono równe 6,1 mm. Naukowców ucieszyły te wyniki, gdyż wskazują one, że wykorzystanie stereoskopowych okularów zmniejsza ryzyko związane z zabiegiem. Vasilyev uważa, że jeszcze w bieżącym roku mogą rozpocząć się pierwsze testy kliniczne na dzieciach z ubytkiem przegrody międzyprzedsionkowej. Z kolei zdaniem Del Nido, obrazowanie stereoskopowe pozwoli w przyszłości na dokonywanie znacznie bardziej skomplikowanych zabiegów na bijącym sercu, takich jak np. naprawa zastawek aorty czy zastawek mitralnych.

U pacjenta z zastoinową niewydolnością serca narząd ten ulega powiększeniu i przepompowuje krew nieefektywnie, czyli dostarcza jej za mało w stosunku do potrzeb metabolicznych organizmu. Dlatego pacjent szybko się męczy i odczuwa duszność. Jednostka chorobowa nie jest jeszcze dokładnie zbadana, ale przypuszcza się, że odpowiada za nią uszkodzenie ścian serca lub zaburzenia w pracy zastawek. Powiększenie jest skutkującym niestety przez krótki czas sposobem, w jaki serce stara się zrekompensować swoje obniżone możliwości przetaczania krwi. To jednak błędne koło, bo nadmierne rozciągnięcie jeszcze bardziej uszkadza organ. Zespół Bilala Shafiego ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanforda w Palo Alto wpadł jednak na pomysł, jak temu zaradzić. Trzeba skonstruować pewnego rodzaju kopolimerowy gorset. Składają się na niego 2 warstwy polimeru. Pierwsza ma zapewnić siłę i wytrzymałość, dlatego wybrano glikol polietylenowy (PEG). Druga warstwa to kolagen, który, jak łatwo się domyślić, odpowiada z kolei za elastyczność. Pozostał tylko jeden problem, jak dostarczyć polimery do serca. Amerykanie zdecydowali, by początkowo mieszanka miała postać proszku lub żelu, który już na miejscu byłby przekształcany w cienki, ale mocny film za pomocą ciepła czy promieniowania UV.

Przeprowadzone niedawno symulacje wykazały, że cienkie warstewki lodu nie roztopią się w temperaturze 42°C, jeśli zostaną umieszczone na diamentach powleczonych kationami sodu. Takie diamentowo-lodowe filmy stanowią idealne pokrycie sztucznych zastawek serca czy odpornych na ścieranie protez. Alexander D. Wissner-Gross i Efthimios Kaxiras, dwaj fizycy z Uniwersytetu Harvarda, odkryli, że lód pozostaje w pewnych okolicznościach nietknięty nawet powyżej punktu wrzenia wody. Sztucznie uzyskiwane filmy diamentowe są niezwykle wytrzymałe. Ta i inne właściwości sprawiają, że bardzo poważnie rozważa się ich wykorzystanie nie tylko w medycznych implantach, ale także w ogniwach słonecznych. Dodanie lodu przetrzymującego wysokie temperatury zwiększa atrakcyjność diamentów dla przemysły medycznego. W ten sposób otrzymuje się bowiem materiał odporniejszy na zarysowanie i ograniczający nadbudowywanie się na nim białek. Amerykańscy fizycy sądzą, że dzięki ich odkryciu zwiększy się też wydajność baterii słonecznych. Krótki film nakręcony przez badaczy podczas symulacji znalazł się w finale tegorocznego Festiwalu Filmów nt. Badań Materiałoznawczych (2007 Materials Research Film Festival). Chętnych zapraszamy do jego obejrzenia.

Człowiek wytwarzał i zażywał leki ponoć już od neolitu. Na początku miały one postać płynu, potem przyszedł czas na inhalacje, zastrzyki i obecnie najpopularniejsze tabletki. Te ostatnie tak nam spowszedniały, że często się o nich zapomina. Przewlekle chorzy gubią się w schematach, kiedy mają połknąć jaką pigułkę, a dla pacjentów z demencją zapamiętanie wszystkiego stanowi nie lada problem. Duże ułatwienie stanowią więc dozujące leki protezy. Wydzielają odpowiednie dawki medykamentów do błony śluzowej jamy ustnej. Robią to stale, dlatego nie pojawiają się okresowe szczyty stężenia substancji czynnej. Urządzenie może nawet monitorować poziom leku we krwi i wyrównywać go, gdy zajdzie taka potrzeba. Wcześniej istniały podobne rozwiązania, lecz inteligentna proteza IntelliDrug przebiła je swoimi rozmiarami. Dzięki miniaturyzacji zajmuje miejsce tylko dwóch zębów trzonowych. Składa się z pojemniczka z lekiem, zastawki, dwóch czujników i kilku elementów elektronicznych. Jest łatwo dostępna, bez problemu można więc uzupełnić zapas medykamentu — tłumaczy dr Oliver Scholz z Fraunhofer Institute for Biomedical Engineering IBMT w St. Ingbert. Ślina wnika przez membranę do pojemnika. Rozpuszcza fragment zestalonego leku i wypływa przez niewielką rurkę do jamy ustnej, gdzie jest absorbowana przez błonę śluzową policzków pacjenta. W rurce znajdują się dwa czujniki, które monitorują ilość uwalnianej substancji czynnej. Jeden sensor to czujnik przepływowy, który mierzy objętość przechodzącego płynu. Drugi oznacza stężenia. W zależności od ich wskazań elektroniczny układ albo otwiera, albo częściowo zamyka znajdującą się na końcu rurki zastawkę. Gdy zapas leku się wyczerpuje, system alarmuje użytkownika. Pojemnik trzeba napełniać co kilka tygodni. Przy okazji można wymienić baterie i przeprowadzić przegląd protezy. Urządzenie zostanie pokazane po raz pierwszy na targach MedTec w Stuttgarcie, które rozpoczną się 27 lutego. W tym roku produkt przejdzie testy kliniczne. Pojemnik będzie wypełniony Naltrexonem, lekiem podawanym przy terapii uzależnień.