Пластир, който рестартира сърцето. Масачузетският технологичен институт създаде устройство, което съживява миокарда след сърдечен удар

Това, което някога се считаше за необратимо състояние, сега е лечимо. Благодарение на полимерната плака PLGA.

Инженери от Масачузетския технологичен институт разработиха гъвкава лепенка, която помага на сърцето да се възстанови след инфаркт. Устройството вече е успешно тествано върху плъхове: то доставя няколко лекарства по предварително определен график директно в увредената миокардна тъкан, като намалява размера на увреждането почти наполовина и възстановява сърдечната функция много по-ефективно от съществуващите методи.

След тежък инфаркт участъкът от мускула, който е претърпял недостиг на кислород, е практически невъзможно да бъде възстановен. Дори ако лекарите възстановят притока на кръв, органът остава слаб и клетките, които са загинали по време на атаката, не се съживяват. Екип, ръководен от Анна Якленец от Института „Кох“ към Масачузетския технологичен институт, решава да промени този сценарий – не просто да поддържа органа в работоспособно състояние, а да възстанови способността му да се обновява.

Обикновено пациентите след инфаркт се подлагат на байпас операция, за да се подобри притокът на кръв, но операцията не възстановява мъртвите клетки. Изследователите са искали да създадат система, която да се поставя директно върху сърцето по време на операцията, така че постепенно да задейства оздравяването. За тази цел те използват микрокапсули, създадени по-рано в лаборатория на Масачузетския технологичен институт. Тези частици, изработени от биоразградимия полимер PLGA, работят като миниатюрни „чашки“ с капак: когато стените им се стопят, лекарството се освобождава. Учените програмират три етапа на разпадане – на 1-3, 7-9 и 12-14 ден след поставянето. На всеки етап лепенката освобождава различно лекарство: neuregulin-1 предотвратява клетъчната смърт, VEGF стимулира растежа на нови кръвоносни съдове, а GW788388 намалява образуването на белези.

Якленек обяснява, че оздравителният процес на сърцето протича на етапи и е важно терапията да следва същия ритъм. Системата синхронизира освобождаването на лекарствата с естествения график на възстановяване, като се приспособява към собствените механизми на организма.

Микрочастиците са вградени в тънка хидрогелна лепенка, изработена от алгинат и PEGDA – мек, гъвкав материал, подобен на контактна леща. Тя може да се прилага директно върху повърхността на сърцето по време на операция. По същество курсът на лечение е зашит в самото устройство – пластирът постепенно върши цялата работа вместо човека.

При лабораторни тестове той увеличава преживяемостта на сърдечните клетки при недостиг на кислород, засилва образуването на кръвоносни съдове и намалява белезите. При плъхове, претърпели инфаркт, резултатите са особено показателни: преживяемостта се е увеличила с33%, а увреждането на тъканите е намаляло наполовина в сравнение с контролните групи – и с тези, които са получавали лекарствата интравенозно. Сърдечният дебит, т.е. обемът кръв, който органът изпомпва за единица време, също се увеличава значително. С течение на времето хидрогелът се разтваря напълно, оставяйки само тънка следа, която не пречи на сърдечните съкращения.

Следващият етап е тестване върху по-големи животни, което ще помогне да се оцени безопасността на метода, преди да се премине към клинични тестове. Учените обмислят и вграждането на микрочастици в стентове, за да се доставят лекарства без отворена операция. Ако идеята се оправдае, пациентите ще могат да получават цялостна терапия точно в момента на интервенцията, а главният ни мускул не само ще оцелее, но и постепенно ще възвърне силата си.