Innovativt plaster kan reducere muskelskader efter et hjerteanfald
En nylig undersøgelse af rotter viser, at et innovativt plaster forhindrede udstrækning af hjertemusklen, der er almindelig efter et hjerteanfald.
Et hjerteanfald opstår, når blodgennemstrømningen, der forsyner ilt i hjertemusklen, reduceres eller blokeres markant.
Hjertemusklen såres under processen, og mængden af skade afhænger normalt af størrelsen på det område, der leveres af den blokerede arterie.
Det kan tage cirka 8 uger for hjertemusklen at heles. På trods af skaden skal resten af hjertet fortsætte med at pumpe blod.
Arvæv kan dannes i det skadede område og påvirke den mængde blod, som hjertet er i stand til at pumpe.
De fleste mennesker, der overlever et hjerteanfald, har en vis grad af koronararteriesygdom. Dette sker, når arterierne hærdes og indsnævres. Normalt skal overlevende foretage afgørende livsstilsændringer og kan tage medicin for at forhindre et fremtidigt hjerteanfald.
Ifølge Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har mere end 700.000 mennesker i USA et hjerteanfald hvert år. Af disse oplever mere end 500.000 deres første hjerteanfald, og omkring 200.000 har allerede haft et.
Tegn på et hjerteanfald inkluderer smerter i brystet og åndenød. Halvdelen af amerikanske individer har mindst en af følgende risikofaktorer: forhøjet blodtryk, højt kolesteroltal eller rygning.
Diabetes, fedme, fysisk inaktivitet og overdreven brug af alkohol øger også risikoen for et hjerteanfald.
Test af en ny type klæbende hjerteplaster
Forskere ved Brown University i Providence, RI, Fudan University i Shanghai, Kina og Soochow University i Suzhou, Kina har samarbejdet om at skabe og teste en ny type klæbende hjerteplaster på rotter.
Undersøgelsen var en tværfaglig indsats blandt forskere inden for computermodellering og mekanik, materialeforskere og kardiologi. Forskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Naturmedicinsk teknik.
Forskerne skabte dette klæbemiddelplaster ved hjælp af et vandbaseret hydrogelmateriale og udviklede det ved hjælp af computersimuleringer. Plasteret kan sidde direkte på hjertet, og resultaterne af undersøgelsen viser, at det kan hjælpe med at begrænse muskelskader, der ofte opstår efter et hjerteanfald.
”Ideen her,” forklarer studieforfatter Prof. Huajian Gao fra Brown University, “er at yde mekanisk støtte til beskadiget væv, hvilket forhåbentlig giver det en chance for at heles.”
Prof. Gao fortsætter med at sige, at tidligere undersøgelser havde vist, at mekaniske patches kunne være effektive, men ingen undersøgelser havde forsøgt at identificere de "optimale mekaniske egenskaber." At få disse egenskaber rigtige er afgørende for at sikre, at plasteret kan fungere korrekt.
”Hvis materialet er for hårdt eller stift,” tilføjer han, “så kan du begrænse hjertets bevægelse, så det ikke kan udvides til det volumen, det har brug for. Men hvis materialet er for blødt, giver det ikke nok støtte. Så vi havde brug for nogle mekaniske principper til at guide os. ”
At skabe de rigtige mekaniske egenskaber er nøglen
Forskerne udviklede en computermodel med fokus på to nøglekomponenter, hvoraf den ene var hjertets udvidelse og sammentrækning og den indvirkning, plasteret havde på disse funktioner.
Den anden var at modellere de skader, der opstår efter et hjerteanfald. På denne måde kunne holdet se på, hvor meget mekanisk støtte der ville være nødvendigt for at begrænse skaden.
Efter resultaterne af computermodellen skabte forskerne - ledet af prof. Lei Yang, fra Soochow University - et hydrogelmateriale ved hjælp af stivelse fra mad. Dette materiale er billigt, let at fremstille og viskoelastisk, hvilket betyder at "det kombinerer flydende og faste egenskaber."
Undersøgelsen på rotter viste, at denne nye type klæbende plaster var effektiv til at reducere muskelskader efter et hjerteanfald.
"[Det] opretholdt et bedre hjertevolumen og reducerede dermed i høj grad overbelastningen af de tilbageværende kardiomyocytter og ugunstig hjertemodellering," siger medforfatter Ning Sun, en kardiologiforsker ved Fudan University.
Deres forskning viste, at plasteret kan reducere celledød, ophobning af arvæv og oxidativ stress. Forskerne mener, at der kræves flere test, men resultaterne er lovende.
"Det er stadig at se, om det fungerer hos mennesker, men det er meget lovende."
Prof. Huajian Gao
