20 серпня, 2024
Розширення дитячого серцевого імплантату за допомогою світла: новий шунт може знизити потребу в повторних операціях на серці
Діти, народжені з вадами шлуночків серця, часто потребують численних інвазивних операцій на ранньому етапі життя. Початкова процедура зазвичай передбачає імплантацію пластикової трубки або шунта для посилення кровотоку. Однак, коли дитина росте, шунт переважно потребує заміни, щоб відповідати розміру тіла. Зараз дослідники створили шунт, який може розширюватися під дією світла. Якщо пристрій буде дозволено до використання, то це потенційно може зменшити кількість майбутніх операцій для маленьких пацієнтів.
Учені з Дрексельського університету (Філадельфія, США) представлять результати своїх експериментів на осінньому засіданні Американського хімічного товариства (ACS). ACS Fall 2024 – це зустріч науковців і лікарів, яка проходитиме 18-22 серпня; під час заходу буде проведено приблизно 10 000 презентацій на різні наукові теми.
Раніше науковці створили розширюваний прототип нового пристрою, аби потенційно замінити найбільш часто використовуваний тип шунта. Для цього вчені покрили внутрішню частину трубки гідрогелем, який містить мережу оточених водою полімерів, прикріплених один до одного поперечними зв’язками. Утворення нових поперечних зшивок витісняє воду з гідрогелю та зближує полімери, стискаючи гель і розширюючи внутрішню частину шунта.
Під час останніх експериментів використали синє світло як тригер – така довжина хвилі несе достатньо енергії, щоб ініціювати реакцію, але водночас залишається безпечною для живої тканини. Для нового пристрою застосовують волоконно-оптичний катетер, довгу тонку трубку із наконечником, що може випромінювати світло. Щоб активувати світлочутливий гідрогель всередині шунта, хірурги мають намір вставити катетер в артерію біля пахви, а потім провести його у правильне положення, усуваючи необхідність операції.
Під час лабораторних експериментів виявили, що ступінь розширення шунта змінюється залежно від тривалості впливу світла – результати вказують на те, що після імплантації коригування можна налаштувати індивідуально для кожної дитини. Учені можуть розширити шунт на 40 %, збільшивши його діаметр із 3,5 до 5 міліметрів – це майже розмір найбільшого шунта, імплантованого дітям.
Окрім цього, оцінили, як клітини крові та кровоносні судини можуть реагувати на модифікований шунт. Не знайшли доказів того, що імплантована трубка спричиняє утворення тромбів, запальну реакцію чи інші потенційні проблеми зі здоров’ям. Далі команда науковців планує випробувати свій пристрій у штучній установці, що імітує кровоносну систему людини. Якщо ці експерименти будуть успішними, вчені мають намір перейти до дослідів на моделях тварин.
Джерело: https://interestingengineering.com/health/scientists-use-light-to-expand-implants