可注射组织补丁可以帮助修复受损的器官

一组大学工程研究人员与不断扩大的组织绷带修补破碎的心比邮票还小。

修复心脏组织被心脏病或医疗条件和再生细胞或组织通常需要侵入性心脏手术。但是现在生物医学工程教授Milica Radisic (IBBME、化学、多伦多综合医院研究所)和她的同事已经开发出一种技术,允许他们使用一个小针注入一个修复补丁,而不需要打开胸腔。

Radisic的团队专家使用聚合物支架发展现实的3 d片人体组织在实验室里,他们的发明之一,AngioChip,一块小的心脏组织有自己的血管,心脏细胞甚至打败了有规律的节奏。的另一个创新像的维可牢™四合扣在一起。

这样的实验室培养的组织已经被用来测试潜在的候选药物的副作用,但是,长期目标是植入他们回到身体修复损伤。

“如果一个植入需要开胸手术,它不会被广泛用于病人,“Radisic说。心肌梗死后她说——心脏病心脏功能降低侵入性程序,像心脏手术通常带来更大的风险,而不是潜在的好处。“太危险了,”她说。

英里蒙哥马利,Radisic实验室的博士生,花了将近三年时间发展一个补丁可以被注入,而非植入。

“一开始这是一个真正的挑战;没有模板,基本我的设计和我试着工作,”蒙哥马利说道。“但我把这些失败作为一个迹象表明我正在研究一个问题值得解决的。”

经过很多努力,蒙哥马利找到了一个匹配的设计目标组织的力学性能,并且所需的形状记忆行为:走出针,补丁本身展开成bandage-like的形状。

“形状记忆效应是基于物理属性,而不是化学的“Radisic说。这意味着演变过程不需要额外的注射,和不会受到身体内的当地条件的影响。

下一个步骤是种子补丁与真正的心脏细胞。让他们长了几天之后,他们的补丁注入老鼠和猪。不仅注入的补丁展开几乎相同的大小作为补丁植入更多的入侵方法,心脏细胞生存过程。

“当我们看到实验室培养的心脏组织功能和不受注入过程,这是非常令人兴奋,”蒙哥马利说道。“心脏细胞极其敏感,所以如果我们能做到,我们也可以与其他组织可能做到。”

脚手架是建立相同的生物相容性,生物降解聚合物用于团队之前的作品。随着时间的推移,脚手架自然会分解,留下新的组织。

团队还显示,将补丁注入老鼠的心脏可以提高心脏病发作后心脏功能:受损心室输送更多的血液比没有补丁。

“它不能恢复心脏完全健康,但如果在一个人就可以完成,我们认为这将大大提高生活质量,“Radisic说。

仍有很长的路要走前的材料准备临床试验。Radisic和她的团队正在与儿童医院的研究人员合作,评估长期稳定的补丁,以及是否可以维护改善心脏功能。

他们也申请专利发明和正在探索的使用在其他器官,如肝脏。

“你可以定制这个平台,添加生长因子或其他药物,促进组织再生,“Radisic说。“我认为这是我们做过的最酷的一件事。”

这篇文章被转载材料提供的多伦多大学。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:

蒙哥马利,M。、Ahadian年代。、驾车、l D。Rito, m . L。Civitarese, r。Vanderlaan, r D。,。Radisic, m (2017)。灵活的形状记忆支架进行微创的功能组织。自然材料。doi: 10.1038 / nmat4956