Implanty, które rosną wraz z małym pacjentem

Implanty, które rosną?

Implanty medyczne mogą uratować życie, korygując strukturalne wady serca i innych narządów. Ale do tej pory stosowanie ich u dzieci było skomplikowane przez fakt, że te o stałym rozmiarze nie mogą rozwijać się zgodnie z naturalnym rozwojem dziecka. Aby rozwiązać ten problem chirurgiczny, zespół naukowców z Szpitala Dziecięcego w Bostonie opracował implant przystosowany do wzrostu, przeznaczony do stosowania w zabiegach chirurgicznych serca zwanych annuloplastyką zastawki, które naprawia niedomykające się zastawki.

"Medyczne implanty i urządzenia są rzadko projektowane z myślą o dzieciach, a tym samym prawie nigdy nie sprzyjają rozwojowi" - powiedział dr Pedro del Nido, starszy autor pracy i szef kardiochirurgii w Szpitalu Dziecięcym w Bostonie. "Stworzyliśmy więc tutaj środowisko, w którym osoby z doświadczeniem i zainteresowaniem sprzętem medycznym mogą zebrać się i współpracować w celu opracowania materiałów do chirurgii dziecięcej"

Zespół sprawdził wiele różnych koncepcji implantu, inspirację znajdując wreszcie w designie chińskiej „pułapki na palec" i decydując, że na pierwszy ogień pójdzie implant zastawki trójdzielnej.
"Konstrukcja implantu składa się z dwóch części: degradującego, biopolimerowego rdzenia i plecionej, rurowej tulei, która wydłuża się wraz z upływem czasu w odpowiedzi na siły rozciągające wywierane przez otaczająca tkankę rosnącą" - powiedział Eric Feins, współautor. "W miarę zaniku wewnętrznego biopolimeru, rurowa tuleja staje się cieńsza i wydłuża się w odpowiedzi na wzrost tkanki".

Aby utworzyć degradujący rdzeń, zespół zalecił użycie bardzo sztywnego, biokompatybilnego polimeru, który zaczyna ulegać korozji na powierzchni po implantacji. Sam polimer jest zbudowany z elementów już istniejących w organizmie człowieka. "Dostosowując kompozycję polimeru, możemy dostroić rdzeń do rozkładu przewidywalnego w ustalonym czasie" - powiedział Karp, partner del Nido w badaniach. "W połączeniu z zewnętrzną tuleją, ta koncepcja implantu dwuczęściowego może mieć wiele zastosowań medycznych poza najbardziej oczywistym, czyli usprawnieniem operacji serca u najmniejszych pacjentów" - powiedział del Nido.

Własne projektowanie plecionej tuby opracowanej przez zespół del Nido i Karp nie tylko przypomina chińską pułapkę na palec, ale także konstrukcję zaprojektowaną przez samą naturę. "Ośmiornica ma szczególną zdolność rozciągania ramion w szczeliny i przestrzenie między skałami w poszukiwaniu swej ofiary" - powiedział Yuhan Lee, współautor. "Może to zrobić ze względu na unikalne, podobne do warkoczów włókna tkanki łącznej, które umożliwiają równoczesne wydłużenie ramion i kurczenie się ich średnicy, co pozwala wydłużyć zasięg o dwa do trzech razy poza pierwotną długość ramienia".

Ten rodzaj ruchu wydłużającego znajduje się również w naturalnej strukturze tkanki jelit i przełyku ssaków. "Ta koncepcja może być dostosowana do wielu różnych zastosowań klinicznych, z ekscytującym potencjałem przekształcenia w aktywnie, a nie pasywnie wydłużające się struktury, które mogłyby działać jako szkielet tkanki pobudzający wzrost" - powiedział Feins.

Obecnie dzieci, które poddają się zabiegom kardiochirurgicznym ratującym życie, takie jak naprawa zastawki mitralnej i trójdzielnej, mogą wymagać kilku dodatkowych zabiegów w okresie ich dzieciństwa, aby ponownie naprawić lub wymienić przeciekające zastawki. Nowatorski implant ma na celu poprawę trwałości implantów w sercach dzieci, a także poprzez uwzględnienie wzrostu dziecka, zmniejszenie liczby operacji serca, które dziecko musi wytrzymać.

Zespół badawczy twierdzi, że poza naprawą układu sercowo-naczyniowego, rurowa, rozszerzająca się konstrukcja implantu może być także dostosowana do różnych implantów, które mogą być wszczepiane w całym organizmie.

(KB)