แพทช์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่อาจลดความเสียหายของกล้ามเนื้อหลังจากหัวใจวาย

การศึกษาล่าสุดในหนูแสดงให้เห็นว่าแผ่นแปะที่เป็นนวัตกรรมใหม่ช่วยป้องกันการยืดของกล้ามเนื้อหัวใจที่พบบ่อยหลังจากหัวใจวาย

แพทช์ใหม่ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ช่วย จำกัด ความเสียหายของกล้ามเนื้อหัวใจหลังจากหัวใจวาย

อาการหัวใจวายเกิดขึ้นเมื่อการไหลเวียนของเลือดที่ทำให้กล้ามเนื้อหัวใจมีออกซิเจนลดลงหรือถูกปิดกั้น

กล้ามเนื้อหัวใจได้รับบาดเจ็บในกระบวนการนี้และปริมาณความเสียหายมักขึ้นอยู่กับขนาดของพื้นที่ที่หลอดเลือดแดงอุดตันให้มา

อาจใช้เวลาประมาณ 8 สัปดาห์ในการรักษากล้ามเนื้อหัวใจ แม้จะได้รับความเสียหาย แต่หัวใจที่เหลือก็ยังต้องสูบฉีดเลือดต่อไป

เนื้อเยื่อแผลเป็นอาจก่อตัวขึ้นในบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บและส่งผลกระทบต่อปริมาณเลือดที่หัวใจสามารถสูบฉีดได้

คนส่วนใหญ่ที่รอดชีวิตจากอาการหัวใจวายมีโรคหลอดเลือดหัวใจในระดับหนึ่ง สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อหลอดเลือดแดงแข็งตัวและแคบลง โดยปกติผู้รอดชีวิตต้องเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตที่สำคัญและอาจต้องทานยาเพื่อป้องกันอาการหัวใจวายในอนาคต

จากข้อมูลของศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค (CDC) พบว่าผู้คนมากกว่า 700,000 คนในสหรัฐอเมริกามีอาการหัวใจวายทุกปี ในจำนวนนี้มีอาการหัวใจวายครั้งแรกมากกว่า 500,000 คนและมีอาการหัวใจวายประมาณ 200,000 คนแล้ว

สัญญาณของหัวใจวาย ได้แก่ เจ็บหน้าอกและหายใจถี่ ครึ่งหนึ่งของบุคคลในสหรัฐอเมริกามีปัจจัยเสี่ยงอย่างน้อยหนึ่งอย่างต่อไปนี้: ความดันโลหิตสูงคอเลสเตอรอลสูงหรือการสูบบุหรี่

โรคเบาหวานโรคอ้วนการไม่ออกกำลังกายและการใช้แอลกอฮอล์มากเกินไปยังเพิ่มความเสี่ยงของอาการหัวใจวาย

ทดสอบแผ่นแปะหัวใจชนิดใหม่

นักวิทยาศาสตร์จาก Brown University ใน Providence, RI, Fudan University ในเซี่ยงไฮ้ประเทศจีนและมหาวิทยาลัย Soochow ในเมืองซูโจวประเทศจีนได้ร่วมมือกันสร้างและทดสอบแผ่นแปะหัวใจชนิดใหม่กับหนู

การศึกษานี้เป็นความพยายามแบบสหวิทยาการในหมู่นักวิจัยด้านการสร้างแบบจำลองและกลศาสตร์คอมพิวเตอร์นักวิทยาศาสตร์วัสดุและโรคหัวใจ นักวิทยาศาสตร์ตีพิมพ์ผลการวิจัยของพวกเขาในวารสาร วิศวกรรมชีวการแพทย์ธรรมชาติ.

นักวิทยาศาสตร์สร้างแผ่นแปะกาวนี้โดยใช้วัสดุไฮโดรเจลที่เป็นน้ำและพัฒนาโดยใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ แผ่นแปะสามารถนั่งบนหัวใจได้โดยตรงและผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าอาจช่วยจำกัดความเสียหายของกล้ามเนื้อที่มักเกิดขึ้นหลังจากหัวใจวาย

“ แนวคิดตรงนี้” ศาสตราจารย์ฮัวเจียนเกาผู้ร่วมวิจัยจากมหาวิทยาลัยบราวน์อธิบาย“ คือการให้การสนับสนุนทางกลสำหรับเนื้อเยื่อที่เสียหายซึ่งหวังว่าจะให้โอกาสในการรักษาได้”

ศาสตราจารย์เกากล่าวต่อไปว่าการศึกษาที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่าแผ่นแปะเชิงกลสามารถใช้ได้ผล แต่ไม่มีงานวิจัยใดที่พยายามระบุ“ คุณสมบัติเชิงกลที่เหมาะสม” การทำให้คุณสมบัติเหล่านั้นถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าโปรแกรมแก้ไขสามารถทำงานได้อย่างถูกต้อง

“ ถ้าวัสดุแข็งหรือแข็งเกินไป” เขากล่าวเสริม“ คุณสามารถ จำกัด การเคลื่อนไหวของหัวใจเพื่อไม่ให้ขยายไปถึงระดับเสียงที่ต้องการได้ แต่ถ้าวัสดุอ่อนเกินไปก็จะไม่สามารถรองรับได้เพียงพอ ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องมีหลักการเชิงกลเพื่อนำทางเรา”

การสร้างคุณสมบัติเชิงกลที่เหมาะสมเป็นกุญแจสำคัญ

นักวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่มุ่งเน้นไปที่องค์ประกอบหลักสองส่วนซึ่งหนึ่งในนั้นคือการขยายตัวและการหดตัวของหัวใจและผลกระทบที่แพทช์มีต่อฟังก์ชันเหล่านี้

อีกรูปแบบหนึ่งคือการจำลองการบาดเจ็บที่เกิดขึ้นหลังจากหัวใจวาย ด้วยวิธีนี้ทีมงานสามารถดูได้ว่าจำเป็นต้องมีการสนับสนุนเชิงกลมากเพียงใดเพื่อจำกัดความเสียหาย

จากผลของแบบจำลองคอมพิวเตอร์นักวิจัยซึ่งนำโดยศ. Lei Yang จากมหาวิทยาลัย Soochow ได้สร้างวัสดุไฮโดรเจลโดยใช้แป้งที่มาจากอาหาร วัสดุนี้มีราคาไม่แพงทำง่ายและมีความหนืดซึ่งหมายความว่า“ รวมคุณสมบัติของของเหลวและของแข็งเข้าด้วยกัน”

การศึกษาในหนูแสดงให้เห็นว่าแผ่นแปะชนิดใหม่นี้มีประสิทธิภาพในการลดความเสียหายของกล้ามเนื้อหลังหัวใจวาย

“ [มัน] ยังคงรักษาอัตราการเต้นของหัวใจได้ดีขึ้นและช่วยลดการโอเวอร์โหลดของคาร์ดิโอไมโอไซต์ที่เหลือและการเปลี่ยนแปลงของหัวใจที่ไม่พึงประสงค์ได้อย่างมาก” หนิงซันผู้ร่วมวิจัยด้านโรคหัวใจจากมหาวิทยาลัย Fudan กล่าว

การวิจัยของพวกเขาพบว่าแผ่นแปะสามารถลดการตายของเซลล์การสะสมของเนื้อเยื่อแผลเป็นและความเครียดจากการออกซิเดชั่น นักวิจัยเชื่อว่าจำเป็นต้องมีการทดสอบเพิ่มเติม แต่ผลลัพธ์ก็มีแนวโน้มที่ดี