Arctic-Images / Getty Images
Spis treści
Najważniejsze wnioski
- Wykorzystując modelowanie matematyczne, naukowcy usprawnili kształt mechanicznych zastawek serca.
- Nowy kształt może potencjalnie zmniejszyć zapotrzebowanie na leki rozrzedzające krew i może być dostosowany do potrzeb pacjentów pediatrycznych.
- Nowy projekt dopiero zaczyna być testowany na zwierzętach, więc ta potencjalna metoda leczenia nie będzie dostępna w najbliższej przyszłości.
Nie ma dwóch takich samych ludzkich serc, co stanowi wyzwanie dla lekarzy próbujących leczyć pacjentów z chorobami serca, zwłaszcza tych, którzy wymagają wymiany zastawek. Jednak nowe badanie przeprowadzone przez Heart Valve Performance Lab (HVPL) na University of British Columbia Okanagan przyniosło przełom, który może zrewolucjonizować wymianę zastawek serca.
Badanie, którym kierował Hadi Mohammadi, PDF, PhD , wykazało, że poprzez stworzenie specyficznej krzywizny dwóch płatków wewnątrz nowej zastawki dwupłatkowej, zwanej zastawką Apex, można wyeliminować lub znacznie zmniejszyć problemy z krzepnięciem, które są nieodłączne u pacjentów z mechanicznymi zastawkami serca. Styczniowe badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Journal of Medical Engineering and Technology .
Zastawki serca zastępcze są stosowane od lat 60. XX wieku, ale zawsze miały ograniczenia ze względu na możliwość powstawania skrzepów krwi. Podczas gdy zastawki tkankowe eliminują problemy z krzepnięciem, mają ograniczoną żywotność i muszą być wymieniane co 10–15 lat. Zastawki mechaniczne wytrzymują całe życie, ale zazwyczaj są wydawane z receptą na leki rozrzedzające krew.
Trombogeniczność
W przypadku mechanicznych zastawek serca skrzepy krwi mogą wystąpić, gdy nie ma nawet przepływu przez zastawkę — obszary, które zatrzymują krew i utrzymują ją w bezruchu, takie jak wokół zawiasów lub płatków. Te skrzepy mogą następnie przemieszczać się przez układ sercowy do mózgu, powodując udar, lub do nerek lub innych narządów.
Jak mówi Mohammadi w wywiadzie dla Health Life Guide, jego zespół podszedł do projektu zastawki dwupłatkowej z zupełnie innej strony.
„Do tej pory cały postęp w zastawkach mechanicznych był stopniowy” — mówi Mohammadi. „Tym razem po prostu zoptymalizowaliśmy kształt, który naszym zdaniem byłby najlepszy dla dynamicznego przepływu krwi, poprzez energiczne rozwiązanie matematyczne. Doszliśmy w laboratorium do punktu, w którym koncepcyjnie, mimo że wygląda jak zastawka mechaniczna, zoptymalizowaliśmy całą wydajność poprzez modelowanie matematyczne, aby zasugerować najlepszy kształt”.
Powstała zastawka Apex charakteryzuje się specjalnie wygiętymi płatkami, które zmniejszają spadki ciśnienia w zastawce i ułatwiają przepływ krwi przez zawiasy, co w teorii powinno pomóc wyeliminować problemy z krzepnięciem.
Co to dla Ciebie oznacza
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 mechanicznych zastawek, co może skutkować znacznie lepszą jakością życia. Jednak badania na zwierzętach dopiero się zaczynają, więc mogą minąć lata, zanim stanie się to nową opcją leczenia.
Eliminacja potrzeby stosowania leków rozrzedzających krew
Oprócz stworzenia trwałej zastawki, która pełni taką samą funkcję jak zastawka tkankowa, zastawka Apex może wyeliminować potrzebę stosowania leków rozrzedzających krew, które są obecnie standardem dla każdego posiadacza mechanicznej zastawki serca.
Arnar Geirsson, doktor medycyny i szef chirurgii serca na wydziale medycznym Yale School of Medicine w Connecticut, mówi Health Life Guide, że samo to osiągnięcie byłoby rewolucyjne.
„Wydaje się, że sposób, w jaki zaprojektowano płatki zastawki, jest bardzo innowacyjny i całkowicie inny niż sposób, w jaki były projektowane wcześniej” — mówi. „Jest minimalny opór na samej zastawce, co byłoby bardzo korzystne, zwłaszcza w przypadku mniejszych rozmiarów zastawek… Prawdziwą potrzebą jest antykoagulacja. Jeśli spowoduje to mniejsze zapotrzebowanie na leki przeciwzakrzepowe, takie jak Coumadin, zrewolucjonizuje to dziedzinę chirurgii zastawkowej z zastawkami mechanicznymi”.
Coumadin, nazwa handlowa leku Warfarin, jest przepisywany niemal wszystkim biorcom mechanicznych zastawek serca, ale nie jest pozbawiony skutków ubocznych i ryzyka. Jako lek rozrzedzający krew, użytkownicy narażają się na poważne krwawienia podczas jego stosowania. Należy również zachować szczególną ostrożność podczas stosowania leku.
„Oczywiście istnieje ryzyko zbytniego rozrzedzenia krwi” — mówi Geirsson. „Tak więc granica jest cienka. Coumadin jest jedynym środkiem przeciwzakrzepowym, który jest zatwierdzony do stosowania z zastawkami mechanicznymi i istnieje dobra kontrola nad nim. Ale są pewne populacje, które mają trudności z przyjmowaniem tych leków”.
Stosowanie u pacjentów pediatrycznych
Chociaż Mohammadi i jego zespół zaprojektowali zastawkę Apex na podstawie zastawki aortalnej, mówi, że można ją dostosować do każdej zastawki w sercu. Można ją również zmniejszyć do stosowania u pacjentów pediatrycznych.
„Chociaż zaprojektowaliśmy tę zastawkę do położenia aorty, można ją również dostosować do położenia mitralnego” — mówi Mohammadi. „Kluczowym czynnikiem jest rozmiar. Obecnie nie mamy mechanicznej zastawki, która byłaby wystarczająco mała, aby można ją było stosować u niemowląt. Myślę, że jest to bardzo dobry kandydat do zmniejszenia do bardzo małych rozmiarów, do rozmiaru ciecierzycy”.
Potrzeba więcej badań
Badanie przeszło dotychczas jedynie przez testy teoretyczne. Teraz, jak mówi Mohammadi, przejdzie do testów na zwierzętach. Oczekuje, że minie kilka lat, zanim Apex będzie dostępny dla ludzi.
Mohammadi powiedział, że oprócz przeprowadzenia badań na zwierzętach i ludziach, jest zainteresowany znalezieniem sposobu na wykorzystanie operacji przezcewnikowej — małoinwazyjnego zabiegu na sercu — do wszczepienia zastawek.
„W tej chwili ta zastawka jest przeznaczona do operacji na otwartym sercu” — mówi Mohammadi. „W ramach kontynuacji tego projektu pracujemy nad projektami, które pozwolą ją przekształcić w sposób umożliwiający jej dostarczanie za pomocą technologii przezcewnikowej. Wierzymy, że ostatecznie wszystkie technologie medyczne będą musiały być dostarczane za pomocą cewników”.
Geirsson mówi, że mechaniczne wszczepianie zastawek serca faktycznie straciło na popularności w ostatnich latach ze względu na możliwość wszczepiania zastawek tkankowych przy użyciu technologii przezcewnikowej. Jeśli naukowcy będą w stanie połączyć trwałość mechanicznej zastawki i niższe ryzyko operacji przezcewnikowej, świat chirurgii serca może zostać zrewolucjonizowany.