Создан умный патч для поддержки сердца после инфаркта

Одной из причин того, что сердцу трудно восстановиться после сердечного приступа, является невозможность отдыха — сердце должно ежесекундно продолжать свою обычную работу.

Объединенная команда ученых из Брауновского университета (США) и Фуданьского университета (Китай) придумала, как поддержать его в этом. Они разработали новый тип патча, наносимого непосредственно на сердце; патч способен уменьшить растяжение сердечной мышцы — частое последствие сердечного приступа.

Для его создания исследователи сперва разработали компьютерную модель бьющегося сердца, воспроизводящую механику как самого органа, так и предполагаемого пластыря. На этом этапе специалисты обратили внимание на два ключевых момента.

Во-первых, надо было убедиться, что пластырь не ограничивает сердце в движениях, а во-вторых, ученые смоделировали характерное растяжение желудочков, чтобы посмотреть, какая поддержка нужна для предотвращения этого процесса.

После этого специалисты разработали гидрогелевый материал, изготовленный из пищевого крахмала, который мог бы соответствовать нужным свойствам. Особенность материала в том, что он вязкоупругий, то есть сочетает в себе свойства жидкости и твердого тела. Он обладает текучими свойствами до определенного уровня механического напряжения, после чего затвердевает и становится более жестким. Это делает материал идеальным как для приспособления к естественным движениям сердца, так и для обеспечения необходимой поддержки.

Материал получился очень дешевым (заплатка стоит сущие копейки) и его легко изготовить, а эксперименты показали, что он нетоксичен. Исследование на грызунах, в конечном итоге, продемонстрировало, что патч действительно эффективен для снижения повреждений после сердечного приступа.

Пластырь обеспечил почти оптимальные механические опоры после инфаркта миокарда (то есть массовой гибели кардиомиоцитов). Он поддерживал лучший сердечный выброс и, таким образом, значительно уменьшал перегрузку оставшихся кардиомиоцитов и неблагоприятное ремоделирование сердца. Было доказано, что пластырь снижает гибель клеток, накопление рубцовой ткани и окислительный стресс в ткани, поврежденной сердечным приступом.