革新的なパッチは心臓発作後の筋肉の損傷を軽減する可能性があります
ラットでの最近の研究は、革新的なパッチが心臓発作後に一般的な心筋の伸びを防いだことを示しています。
心臓発作は、心筋に酸素を供給する血流が大幅に減少または遮断されたときに発生します。
その過程で心筋が損傷し、損傷の量は通常、閉塞した動脈によって供給される領域のサイズによって異なります。
心筋が治癒するまで約8週間かかる場合があります。損傷にもかかわらず、心臓の残りの部分は血液を送り続けなければなりません。
瘢痕組織が損傷部位に形成され、心臓が送り出すことができる血液の量に影響を与える可能性があります。
心臓発作を生き延びたほとんどの人は、ある程度の冠状動脈疾患を持っています。これは、動脈が硬化して狭くなると発生します。通常、生存者は重大なライフスタイルの変更を行う必要があり、将来の心臓発作を防ぐために薬を服用しなければならない場合があります。
米国疾病予防管理センター（CDC）によると、米国では毎年70万人以上が心臓発作を起こしています。これらのうち、50万人以上が最初の心臓発作を経験し、約20万人がすでに心臓発作を起こしました。
心臓発作の兆候には、胸の痛みや息切れなどがあります。米国の個人の半数は、高血圧、高コレステロール、または喫煙の危険因子の少なくとも1つを持っています。
糖尿病、肥満、身体活動の欠如、過度のアルコール摂取も心臓発作のリスクを高めます。
新しいタイプの粘着性心臓パッチのテスト
ロードアイランド州プロビデンスのブラウン大学、中国の上海の復旦大学、中国の蘇州のスーチョウ大学の科学者たちは、ラットに新しいタイプの接着性心臓パッチを作成してテストするために協力しました。
この研究は、コンピューターモデリングと力学の研究者、材料科学者、心臓病学の学際的な取り組みでした。科学者たちは彼らの発見をジャーナルに発表しました ネイチャーバイオメディカルエンジニアリング。
科学者たちは、水ベースのヒドロゲル材料を使用してこの接着パッチを作成し、コンピューターシミュレーションを使用して開発しました。パッチは心臓に直接置くことができ、研究の結果は、心臓発作の後にしばしば発生する筋肉の損傷を制限するのに役立つ可能性があることを示しています。
「ここでのアイデアは、損傷した組織に機械的サポートを提供することであり、それが治癒の機会を与えることを願っています」と、研究の共著者であるブラウン大学のHuajianGao教授は説明します。
Gao教授はさらに、過去の研究では機械的パッチが効果的である可能性があることを示していましたが、「最適な機械的特性」を特定しようとした研究はありませんでした。これらのプロパティを正しく取得することは、パッチが正しく機能することを保証するために重要です。
「材料が硬すぎたり硬すぎたりする場合は、心臓の動きを制限して、必要な量まで拡張できないようにすることができます。ただし、素材が柔らかすぎると、十分なサポートが得られません。ですから、私たちを導くためにいくつかの機械的原理が必要でした。」
適切な機械的特性を作成することが重要です
研究者たちは、2つの主要なコンポーネントに焦点を当てたコンピューターモデルを開発しました。そのうちの1つは、心臓の拡張と収縮、およびパッチがこれらの機能に与える影響でした。
もう1つは、心臓発作後に発生する傷害をモデル化することでした。このようにして、チームは損傷を制限するために必要な機械的サポートの量を調べることができます。
コンピューターモデルの結果に続いて、蘇州大学のLei Yang教授が率いる研究者たちは、食品由来のでんぷんを使用してヒドロゲル材料を作成しました。この材料は安価で、製造が簡単で、粘弾性があります。つまり、「流体と固体の特性を兼ね備えています」。
ラットでの研究は、この新しいタイプの粘着パッチが心臓発作後の筋肉の損傷を減らすのに効果的であることを示しました。
「[それは]より良い心拍出量を維持し、したがってそれらの残りの心筋細胞の過負荷と有害な心臓リモデリングを大幅に減らしました」と復旦大学の心臓病学研究者である研究共著者のニン・サンは言います。
彼らの研究は、パッチが細胞死、瘢痕組織の蓄積、および酸化ストレスを減らすことができることを発見しました。研究者たちは、より多くのテストが必要であると信じていますが、結果は有望です。
「それが人間で機能するかどうかはまだ分からないが、それは非常に有望である。」
HuajianGao教授
