แหวนยางยืดจะ ‘เติบโต’ ด้วยหัวใจของเด็ก
การทำเทียมแบบยืดหยุ่นใหม่สามารถลดจำนวนการผ่าตัดที่เด็กที่ลิ้นหัวใจรั่วต้องได้รับ เว็บสล็อต อุปกรณ์ซึ่งเป็นรากฟันเทียมรูปเกือกม้าที่พันรอบฐานของลิ้นหัวใจเพื่อป้องกันไม่ให้รั่วไหลมีการอธิบายออนไลน์ในวันที่ 10 ตุลาคมในNature Biomedical Engineering ในผู้ใหญ่จะใช้แหวนแข็ง แต่ไม่สามารถฝังในเด็กได้เพราะจะทำให้หัวใจเติบโตตามธรรมชาติ ศัลยแพทย์เด็กจะเย็บลิ้นหัวใจของผู้ป่วยด้วยการเย็บ ซึ่งสามารถแตกหรือดึงผ่านเนื้อเยื่อเมื่อเด็กโตขึ้น ซึ่งต้องได้รับการผ่าตัดเพิ่มเติมเพื่อซ่อมแซม
Eric Feins ผู้ร่วมวิจัยด้านการศึกษา ศัลยแพทย์หัวใจที่โรงพยาบาลเด็กบอสตันและโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ดกล่าว แพทย์ในสหรัฐอเมริกาทำการผ่าตัดซ่อมแซมลิ้นหัวใจในเด็กมากกว่า 1,000 ครั้งในแต่ละปี
Jeff Karp ผู้เขียนร่วม วิศวกรชีวการแพทย์ที่ Brigham and Women’s Hospital ในบอสตันกล่าวว่า “การทำศัลยกรรมด้วยหัวใจที่เต้นแรงถือเป็นการรุกรานที่ค่อนข้างรุกราน เพื่อลดความจำเป็นในการติดตามผลแบบเปิดใจ Karp และเพื่อนร่วมงานได้คิดค้นรากฟันเทียมชนิดใหม่ที่ยืดออกเมื่อผู้สวมใส่เติบโตขึ้น ทำจากแกนโพลีเอสเตอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ หุ้มด้วยท่อตาข่าย วัสดุของปลอกหุ้มชั้นนอกนี้พันกันเหมือนกับดักนิ้วของจีน ดังนั้นเมื่อเนื้อเยื่อลิ้นหัวใจเติบโตและดึงที่ปลายท่อ มันก็ยืดออก เมื่อเวลาผ่านไป แกนกลางจะละลาย และเนื้อเยื่อที่กำลังเติบโตสามารถดึงแขนเสื้อให้มีรูปร่างที่ยาวขึ้นและบางลงได้
นักวิจัยสามารถปรับความยาวและความกว้างเริ่มต้นของรากฟันเทียม ส่วนประกอบทางเคมีของแกน และความแน่นของการถักเปียของแขนเสื้อ นักวิจัยสามารถปรับความยืดได้ ซึ่งจะช่วยให้นักพัฒนาสามารถปรับแต่งอุปกรณ์แต่ละเครื่องเพื่อรองรับอัตราการเติบโตที่คาดหวังของผู้ป่วยแต่ละราย
“นี่เป็นแนวคิดใหม่เอี่ยม ฉันไม่เคยเห็นอะไรแบบนี้มาก่อน” Gus Vlahakes ศัลยแพทย์หัวใจที่โรงพยาบาลแมสซาชูเซตส์เจเนอรัลในบอสตันซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว “มันเป็นแนวคิดที่ดี”
Karp และเพื่อนร่วมงานได้ทดสอบต้นแบบของการปลูกถ่ายหัวใจโดยใส่เข้าไปในลูกสุกรที่กำลังเติบโต ยี่สิบสัปดาห์หลังการผ่าตัด รากฟันเทียมได้ขยายตัวตามที่คาดไว้ บริษัท อุปกรณ์ชีวการแพทย์ CryoLife, Inc. กำลังใช้การออกแบบของนักวิจัยเพื่อสร้างรากฟันเทียมแบบวงแหวนสำหรับการศึกษาเพิ่มเติมในสัตว์ทดลอง Karp กล่าว “การทดลองทางคลินิกสามารถเริ่มต้นได้ภายในไม่กี่ปี หากทุกอย่างเป็นไปด้วยดี” เขากล่าว
การออกแบบที่รองรับการเจริญเติบโตนี้อาจนำมาใช้ใหม่เพื่อทำรากฟันเทียม
สำหรับเด็กประเภทอื่นๆ ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ที่ยืดได้สามารถแทนที่แผ่นแข็งและลวดเย็บกระดาษที่ศัลยแพทย์ใช้ในปัจจุบันเพื่อรักษาความผิดปกติของการเจริญเติบโตของกระดูก แบบจำลองรากฟันเทียมใหม่ของนักวิจัยนั้น “สามารถเข้าใจได้ทั่วไปมาก” Vlahakes กล่าว
ปกป้องและซ่อมแซม
จางและหูจึงออกเดินทางเพื่อปกปิดระบบภูมิคุ้มกันของร่างกายไม่ให้ไหลเวียนอยู่ในเซลล์เม็ดเลือดแดง
การทดลองในช่วงแรกนั้นช่างน่าหวาดเสียว “ห้องแล็บเพิ่งจะจัดตั้งขึ้น เรามีทรัพยากรไม่มาก” Hu เล่า เขาต้องการเลือดจากหนู แต่กลุ่มยังไม่ได้รับอนุญาตให้ซื้อสัตว์ นักวิจัยหันไปหาห้องปฏิบัติการที่อยู่ใกล้เคียง “เราจะบอกพวกเขาว่า ‘ถ้าคุณจะฆ่าหนูพวกนั้น เราจะเอาเลือดของพวกมันมาหน่อยได้ไหม’ หูพูด
การดึงเลือดจากสัตว์นั้นไม่ใช่เรื่องง่ายสำหรับ Hu และเพื่อนร่วมงานที่เคยชินกับสารเคมีและโพลีเมอร์ “ในทันใด เรากำลังนำหนูที่ตายแล้วเหล่านี้และสอดเข็มฉีดยาเข้าไปในหัวใจเพื่อเจาะเลือดของพวกมัน” เขากล่าว ตอนแรก “เราได้น้อยมาก” เลือดของหนูที่ทีมเรียนรู้ จับตัวเป็นลิ่มอย่างรวดเร็ว
ด้วยการฝึกฝน นักวิจัยได้เก็บเลือดหนึ่งมิลลิลิตรจากหนูแต่ละตัว Hu แยกเซลล์เม็ดเลือดแดง ลอกเยื่อหุ้มออก จากนั้นสะกิดชิ้นส่วนของเมมเบรนบนอนุภาคนาโน
เลือดแต่ละมิลลิลิตรมีเซลล์เม็ดเลือดแดงประมาณ 5 พันล้านเซลล์ และเยื่อหุ้มเซลล์ที่ถูกตัดออกจากเซลล์เม็ดเลือดแดงเพียงเซลล์เดียวสามารถเคลือบอนุภาคนาโนได้หลายพันตัว เมื่อฉีดเข้าไปในหนูที่มีชีวิต อนุภาคไฮบริดจะกระจายไปทั่วร่างกายและคงสภาพเดิมเป็นเวลาสามวัน “พวกเราโชคดีมาก” Hu กล่าวถึงความพยายามในช่วงแรกๆ เหล่านั้น
ไม่นานหลังจากนั้น ทีมงานของสถาบันวิจัยฮูสตันเมธอดิสต์ในเท็กซัสรายงานผลสำเร็จที่คล้ายกัน โดยเคลือบอนุภาคนาโนด้วยเยื่อหุ้มเซลล์เม็ดเลือดขาวของระบบภูมิคุ้มกัน เช่นเดียวกับกลุ่ม UC San Diego นักวิจัยในฮูสตันรู้สึกว่าพวกเขากำลังออกไปโดยผสมอนุภาคสังเคราะห์กับส่วนต่าง ๆ ของเซลล์ที่มีชีวิต “คนในสาขานาโนบอกฉันว่าฉันบ้า” วิศวกรนาโน Ennio Tasciotti หัวหน้าทีมกล่าว เว็บสล็อต
