Αναμείνατε ολίγον τι
Επιστήμες

Συσκευή που προσκολλάται στην καρδιά και χορηγεί τοπική θεραπεία

Therepi

Μετά από ένα καρδιακό επεισόδιο, μία σειρά πραγμάτων μπορούν να συμβούν που οδηγούν στην καρδιακή ανεπάρκεια.

Μία ομάδα ερευνητών ευελπιστεί να δώσει ένα τέλος στην εξέλιξη των καρδιακών επεισοδίων σε καρδιακή ανεπάρκεια με την βοήθεια μίας μικρής συσκευής που ονομάζεται “Therepi”.

Η συσκευή αυτή διαθέτει έναν αποθηκευτικό χώρο (reservoir) που προσδένεται πάνω στο τραυματισμένο σημείο της καρδιάς, και ένα σωληνάκι ανεφοδιασμού που συνδέει τον αποθηκευτικό χώρο με μία θύρα που βρίσκεται πάνω στο δέρμα -ή από κάτω από το δέρμα- του ασθενούς.

Μέσω αυτής της θύρας οι θεραπείες μπορούν να εγχυθούν είτε από τον ίδιο τον ασθενή είτε από κάποιον επαγγελματία υγείας.

Η νέα αυτή έρευνα δημοσιεύθηκε στο Nature Biomedical Engineering από μία ομάδα ερευνητών από το MIT, το πανεπιστήμιο του Harvard, το Royal College of Surgeons στην Ιρλανδία, το Trinity College Dublin, το κέντρο Advanced Materials and BioEngineering Research (AMBER) Centre και το National University of Ireland Galway.

Μέσα σε αυτή παρουσιάζουν το πως το “Therepi” μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επαναφορά της καρδιακής λειτουργίας.

“Μετά από ένα καρδιακό επεισόδιο θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή την συσκευή για να δώσουμε μία θεραπεία που θα προλαμβάνει την καρδιακή ανεπάρκεια”, εξηγεί η Ellen Roche, μία από τους κύριους συγγραφείς της έρευνας και αναπληρώτρια καθηγήτρια του Department of Mechanical Engineering του MIT και του Institute for Medical Engineering and Science του MIT.

“Εάν ο ασθενής έχει ήδη σε κάποιο βαθμό καρδιακή ανεπάρκεια, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη συσκευή για να εξασθενίσουμε την εξέλιξη της”

Δύο από τα συστήματα που χρησιμοποιούνται πιο συχνά για την λήψη των αγωγών που βοηθούν στην πρόληψη της καρδιακής ανεπάρκειας, είναι αναποτελεσματικές και επεμβατικές.
Στην μία μέθοδο, τα φάρμακα λαμβάνονται συστημικά αντί να χορηγούνται απ’ ευθείας στην περιοχή που υπάρχει η βλάβη.

Η ποσότητα των φαρμάκων που χρησιμοποιούνται θα πρέπει να είναι περιορισμένος για να αποφευχθούν οι τοξικές παρενέργειες και συνήθως μόνο ένα μικρό μέρος αυτών φτάνει στον επίμαχο καρδιακό ιστό.

“Από την φαρμακολογική άποψη, είναι ένα μεγάλο πρόβλημα το ότι εγχέεις κάτι που δεν μένει για ένα εύλογο χρονικό διάστημα στην περιοχή που πρέπει ώστε να κάνει την διαφορά”, είπε ο William Whyte, ένας από τους κύριους συγγραφείς και υποψήφιος Διδάκτωρ στο Trinity College Dublin και στο AMBER.

Η εναλλακτική μέθοδος περιλαμβάνει μία επέμβαση ώστε να εγχυθούν οι θεραπείες απευθείας στον καρδιακό μυ. Όμως χρειάζεται να δωθούν πολλαπλές δόσεις, το οποίο σημαίνει ότι θα πρέπει να γίνουν πολλές χειρουργικές επεμβάσεις.

Το “Therepi” δημιουργήθηκε για την αντιμετωπίσει αυτά τα προβλήματα που υπάρχουν στις τωρινές μεθόδους χορήγησης φαρμάκων καθώς εγχέει σε τοπικό επίπεδο, μη επεμβατικές αγωγές, και όσες φορές χρειαστεί.

Ο αποθηκευτικός χώρος της συσκευής μπορεί να εμφυτευθεί στην καρδιά με μία μόνο χειρουργική επέμβαση.

 

Ο αποθηκευτικός χώρος έχει τρομερές δυνατότητες για την χορήγηση φαρμάκων. Είναι κατασκευασμένος από ένα πολυμερές βασισμένο στην ζελατίνη (gelatin-based polymer), ο αποθηκευτικός χώρος έχει το σχήμα μίας μισής σφαίρας με μία επίπεδη επιφάνεια στο κάτω μέρος που προσκολλάται στο επίμαχο ιστό.

Η επίπεδη επιφάνεια αποτελείται από ημιδιαπερατή μεμβράνη που μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να επιτρέψει μεγαλύτερη ποσότητα φαρμάκου, ή μεγαλύτερα υλικά, να περάσουν προς την καρδιά.

“Το υλικό που χρησιμοποιήσαμε για την κατασκευή του αποθηκευτικού χώρου ήταν υψίστης σημασίας. Χρειαζόμασταν ένα υλικό που να μπορεί να δράσει σαν σφουγγάρι ώστε να μπορεί να συγκρατήσει το φάρμακο ακριβώς εκεί που το χρειαζόμασταν”, πρόσθεσε ο Whyte. “Αυτό είναι ένα δύσκολο κατόρθωμα αφού ο καρδιακός μυς συνεχώς συμπιέζεται και κινείται.”

Ο αποθηκευτικός χώρος προσφέρει μία μοναδική ευκαιρία για την χορήγηση θεραπειών με βλαστοκύτταρα. Λειτουργεί σαν ένα εργοστάσιο κυττάρων.

Αντί να περνούν τα κύτταρα την μεμβράνη και να κινούνται προς την καρδιά, τα κύτταρα παραμένουν μέσα στον αποθηκευτικό χώρο όπου παράγουν παρακρινείς παράγοντες (paracrine factors) που προάγουν την επούλωση του κατεστραμμένου καρδιακού ιστού.

Σε ένα μοντέλο ποντικιών, η συσκευή έδειξε πως είναι αποτελεσματική στην βελτίωση της καρδιακής λειτουργίας μετά από ένα καρδιακό επεισόδιο.

Οι ερευνητές χορήγησαν πολλαπλές δόσεις κυττάρων σε μία καρδιά που έχει υποστεί βλάβη σε μία περίοδο 4 εβδομάδων.

Έπειτα ανέλυσαν τις αιμοδυναμικές αλλαγές στον ιστό χρησιμοποιώντας ένα καθετήρα (pressure volume catheter) και χρησιμοποίησαν την μέθοδο της ηχοκαρδιογραφίας (echocardiography) για να συγκρίνουν τις λειτουργικές αλλαγές στην πάροδο του χρόνου.

“Είδαμε ότι οι ομάδες που είχαν την συσκευή ανέκτησαν ένα μέρος της καρδιακής λειτουργίας”, εξηγεί η Claudia Varela, διδακτορική φοιτήτρια του Harvard-MIT Division of Health Sciences and Technology.

Οι καρδιές έλαβαν πολλαπλές δόσεις κυττάρων είχαν καλύτερη καρδιακή λειτουργία απ’ ότι αυτοί που είχαν λάβει μόνο μία δόση ή καθόλου θεραπεία.

 

Οι δυνατότητες του “Therepi” φτάνουν πολύ πιο μακριά από την θεραπεία των καρδιακών νοσημάτων.

Με την βοήθεια της συσκευής αυτής δίνεται η δυνατότητα χορήγησης πολλαπλών τοπικών δόσεων. Η δυνατότητα αυτή μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν ένα εργαλείο ανίχνευσης της ακριβής δοσολογίας που είναι κατάλληλη για μία πληθώρα παθήσεων.

“Ελπίζουμε να χρησιμοποιηθεί αυτή η συσκευή σαν ένα ερευνητικό εργαλείο για να μάθουμε περισσότερα για την εύρεση της βέλτιστης ποσότητας φαρμάκων”, είπε η Roche.

 

Για πρώτη φορά οι ερευνητές θα έχουν την ευκαιρία να ανιχνεύσουν πολλαπλές χορηγήσεις τοπικών θεραπειών μέσα σε ένα χρονικό διάστημα, και έτσι να μπορέσουν να εντοπίσουν ποια είναι τα βέλτιστα χρονικά διαστήματα και η βέλτιστη ποσότητα φαρμάκων.

 

Ενώ η ομάδα έχει επικεντρωθεί στο πως το “Therepi” μπορεί να δράσει κατά των επιπτώσεων μιας καρδιακής πάθησης, η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε άλλα μέρη του σώματος.

Με την βελτιστοποίηση του σχεδιασμού και προσαρμόζοντας τα υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή του αποθηκευτικού χώρου, το “Therepi” μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα παθήσεων και προβλημάτων υγείας.

 

Πηγή

Massachusetts Institute of Technology. “Device attaches to damaged heart, enabling delivery of multiple therapy doses.” ScienceDaily. ScienceDaily, 11 June 2018.

Μοιραστείτε το άρθρο

The following two tabs change content below.
agathan

agathan

Αποφοίτησα απο το τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Κρήτης. Κάτα την διάρκεια εργάστηκα στην τεχνική υποστήριξη του τμήματος. Ακολούθησε το μεταπτυχιακό μου, Msc In Applied Mathematics at University Of Delaware. Ύστερα δούλεψα για μερικά χρόνια σαν web developer (CMS and what not) και SEO/Google Ads engineer.
Και τώρα είμαστε στο GeekD, μια λέξη που περιγράφει όλα τα παραπάνω.

"All we have to decide is what to do with the time that is given us."
-Gandalf The Grey, JRR Tolkien

Αφήστε ένα σχόλιο

Επιλογές της ομάδας
Oumuamua
σκίτσο του Άλμπερτ Αϊνστάιν
Τι θα γινόταν αν ο αυτισμός ήταν ... υπερδύναμη;
Η Σοφία, το πρώτο ρομπότ πολίτης στον κόσμο, δήλωσε ότι θα ήθελε να αποκτήσει οικογένεια
Πώς δημιουργήθηκαν τα μαθηματικά σύμβολα;
NASA: το πείραμα των πανομοιότυπων διδύμων