Arctic-Images / Getty Images
Kluczowe wnioski
- Korzystając z modelowania matematycznego, naukowcy usprawnili kształt mechanicznych zastawek serca.
- Nowy kształt mógłby potencjalnie zmniejszyć zapotrzebowanie na leki rozrzedzające krew i mógłby być skalowany dla pacjentów pediatrycznych.
- Nowy projekt dopiero rozpoczyna testy na zwierzętach, więc to potencjalne leczenie nie będzie dostępne w najbliższej przyszłości.
Żadne dwa ludzkie serca nie są takie same, co stanowi wyzwanie dla lekarzy próbujących leczyć chorych na serce, zwłaszcza tych, którzy wymagają wymiany zastawek. Nowe badanie przeprowadzone przez Laboratorium Heart Valve Performance Lab (HVPL) Uniwersytetu British Columbia Okanagan przyniosło jednak przełom, który może zrewolucjonizować wymianę zastawek serca.
Badanie, prowadzone przez dr Hadi Mohammadi, PDF, wykazało, że tworząc specyficzną krzywiznę dwóch płatków wewnątrz nowej zastawki dwupłatkowej, nazwanej zastawką Apex, mogą one wyeliminować lub znacznie zmniejszyć problemy z krzepnięciem krwi, które są nieodłączne u pacjentów. z mechanicznymi zastawkami serca. Styczniowe badanie zostało opublikowane wJournal of Medical Engineering and Technology.
Zastępcze zastawki serca są używane od lat sześćdziesiątych XX wieku, ale zawsze miały ograniczenia ze względu na możliwość tworzenia się skrzepów krwi. Chociaż zastawki tkankowe eliminują problemy z krzepnięciem, mają ograniczoną żywotność i należy je wymienić za 10 do 15 lat. Zastawki mechaniczne działają przez całe życie, ale zwykle są dostarczane z receptą na leki rozrzedzające krew.
Trombogeniczność
W przypadku mechanicznych zastawek serca skrzepy krwi mogą wystąpić, gdy przez zastawkę nawet nie przepływa - obszary, które wychwytują krew i utrzymują ją w bezruchu, na przykład wokół zawiasów lub płatków. Te skrzepy mogą następnie przemieszczać się przez układ sercowy do mózgu, powodując udar lub do nerek lub innych narządów.
Mohammadi i jego zespół podeszli do projektu zastawki dwulistkowej z innej strony, mówi Verywell.
„Do tego momentu cały postęp w dziedzinie zaworów mechanicznych miał charakter stopniowy” - mówi Mohammadi. „Tym razem właśnie zoptymalizowaliśmy kształt, który naszym zdaniem byłby najlepszy dla dynamicznego przepływu krwi za pomocą energicznego rozwiązania matematycznego. Dotarliśmy do punktu w laboratorium, w którym koncepcyjnie, mimo że wygląda jak zastawka mechaniczna, zoptymalizowaliśmy cała wydajność poprzez modelowanie matematyczne, aby zasugerować najlepszy kształt ”.
Powstała zastawka Apex ma specjalnie zakrzywione płatki, aby zmniejszyć spadki ciśnienia przez zastawkę i wygładzić przepływ krwi przez zawiasy, co teoretycznie powinno pomóc wyeliminować problemy z krzepnięciem.
Co to oznacza dla Ciebie
Mechaniczne zastawki serca eliminują potrzebę operacji wymiany, ale wiążą się z ryzykiem zakrzepów krwi. Zastawka Apex może wyeliminować potrzebę stosowania leków rozrzedzających krew u biorców zastawek mechanicznych, co może skutkować znacznie lepszą jakością życia. Jednak ponieważ testy na zwierzętach dopiero się rozpoczynają, mogą minąć lata, zanim stanie się to nową opcją leczenia.
Eliminacja potrzeby stosowania rozcieńczalników krwi
Oprócz stworzenia długotrwałej zastawki, która ma taką samą funkcjonalność jak zastawka tkankowa, zastawka Apex może wyeliminować potrzebę stosowania rozcieńczalników krwi, które są obecnie standardem dla każdego, kto ma mechaniczną zastawkę serca.
Arnar Geirsson, MD, szef kardiochirurgii w Yale School of Medicine w Connecticut, mówi Verywell, że sam ten rozwój byłby rewolucyjny.
„Wygląda na bardzo innowacyjne, w jaki sposób zaprojektowane są płatki zastawkowe i są zupełnie inne od sposobu, w jaki projektowano je wcześniej” - mówi. „Występuje minimalny opór w poprzek samej zastawki, co byłoby bardzo korzystne, zwłaszcza w przypadku mniejszych rozmiarów zastawek ... Prawdziwa potrzeba polega na stosowaniu leków przeciwzakrzepowych. Jeśli skutkuje to mniejszym zapotrzebowaniem na antykoagulanty, takie jak Coumadin, zrewolucjonizowałoby to dziedzinę chirurgii zastawkowej dzięki zawory mechaniczne. ”
Coumadin, nazwa handlowa leku Warfaryna, jest przepisywana prawie wszystkim biorcom mechanicznych zastawek serca, ale nie jest pozbawiona skutków ubocznych i ryzyka. Jako środek rozrzedzający krew, użytkownicy ryzykują poważne krwawienie podczas jego używania. Podczas przyjmowania leku należy również wziąć pod uwagę specjalne wymagania dietetyczne.
„Oczywiście istnieje ryzyko zbytniego rozrzedzenia krwi” - mówi Geirsson. „Jest więc cienka linia. Kumadyna jest jedynym antykoagulantem, który jest zatwierdzony do stosowania z mechanicznymi zastawkami i jest dobrze kontrolowany. Ale są pewne populacje, które mają trudności z przyjmowaniem tych leków”.
Stosowanie u pacjentów pediatrycznych
Chociaż Mohammadi i jego zespół zaprojektowali zastawkę Apex w oparciu o zastawkę aortalną, twierdzi, że można ją dostosować do dowolnej zastawki w sercu. Można go również zmniejszyć do stosowania u pacjentów pediatrycznych.
„Chociaż zaprojektowaliśmy tę zastawkę dla pozycji aorty, można ją dostosować również do pozycji mitralnej” - mówi Mohammadi. „Kluczowym czynnikiem byłby rozmiar. W tej chwili nie mamy mechanicznej zastawki, która jest wystarczająco mała, aby można ją było stosować u niemowląt. Myślę, że jest to bardzo dobry kandydat do bardzo małych rozmiarów, wielkości ciecierzycy ”.
Potrzeba więcej badań
Jak dotąd badanie przeszło jedynie przez próby teoretyczne. Teraz, mówi Mohammadi, przejdzie do testów na zwierzętach. Spodziewa się, że minie kilka lat, zanim Apex będzie dostępny dla ludzi.
Oprócz przechodzenia przez testy na zwierzętach i ludziach, Mohammadi mówi, że jest zainteresowany znalezieniem sposobu na zastosowanie operacji przezcewnikowej - minimalnie inwazyjnej procedury serca - do zakładania zastawek.
„Obecnie ta zastawka jest przeznaczona do operacji na otwartym sercu” - mówi Mohammadi. „W ramach kontynuacji tego projektu pracujemy nad projektami przekształcenia go w taki sposób, aby można go było uzyskać za pomocą technologii przezcewnikowej. Uważamy, że ostatecznie wszystkie technologie medyczne będą ostatecznie musiały być dostarczane za pomocą cewników”.
Geirsson twierdzi, że w ostatnich latach popularność mechanicznych zastawek serca zmniejszyła się ze względu na możliwość umieszczania zastawek tkankowych za pomocą technologii przezcewnikowej. Jeśli naukowcy potrafią połączyć trwałość mechanicznej zastawki i mniejsze ryzyko operacji przezcewnikowej, świat chirurgii serca mógłby zostać zrewolucjonizowany.
