Jenis baru tambalan jantung yang direkayasa jaringan tidak hanya dapat menyegel area yang rusak dari jantung, seperti yang telah terjadi hingga sekarang, tetapi juga menyembuhkannya. Tim interdisipliner yang dipimpin oleh ETH Zurich telah berhasil menanamkan tambalan pada hewan.
Setelah serangan jantung, aliran darah ke jantung terputus dan kekurangan oksigen dapat menyebabkan kerusakan jantung. Dinding jantung dapat pecah dalam kasus yang parah, membutuhkan intervensi bedah segera. Saat ini, tambalan perikardial bovine digunakan untuk memperbaiki cacat jantung seperti itu karena stabilitas, permeabilitas, dan kemudahan implantasi.
Tim peneliti interdisipliner dari ETH Zurich dan Rumah Sakit Universitas Zurich, yang dipimpin oleh Profesor Robert Katzschmann dan Profesor Omer Dzemali, telah mengembangkan patch jantung tiga dimensi yang baru untuk implantasi intraventrikular. Tim baru saja mempresentasikannya dalam jurnal ilmiah Bahan canggih.
OT hanya untuk menyegel tetapi juga untuk menyembuhkan
Tambalan perikardial sapi yang saat ini digunakan, singkatnya, memiliki kelemahan yang signifikan. Mereka tidak hanya inert secara biologis, yang berarti mereka tetap menjadi benda asing di jantung dan tidak dapat dipecah, tetapi mereka juga dapat menyebabkan reaksi yang tidak diinginkan seperti kalsifikasi, trombosis, atau peradangan. “Patch jantung tradisional tidak berintegrasi ke dalam jaringan jantung dan tetap secara permanen di dalam tubuh. Kami ingin menyelesaikan masalah ini dengan tambalan kami, yang terintegrasi ke dalam jaringan jantung yang ada,” jelas Lewis Jones, penulis utama penelitian ini.
“RCPatch” (tambalan jantung diperkuat) dapat menjadi alternatif jangka panjang untuk tambalan konvensional yang terbuat dari perikardium sapi: “Tujuan kami adalah mengembangkan tambalan yang tidak hanya menutup cacat tetapi juga membantu memperbaikinya sepenuhnya,” jelas Katzschmann.
Satu tambalan, tiga komponen
RCPatch baru memiliki keunggulan yang signifikan dibandingkan perikardium sapi karena terdiri dari tiga bagian: mesh halus yang menyegel kerusakan, perancah cetak 3D untuk stabilitas dan hidrogel yang dihuni dengan sel otot jantung. Perancah memiliki struktur kisi yang terdiri dari polimer yang dapat terdegradasi, yang diproduksi para peneliti dalam printer 3D. “Perancah cukup stabil dan dapat diisi dengan hidrogel yang mengandung sel hidup,” jelas Jones.
Para peneliti menggabungkan struktur kisi dengan mesh tipis sehingga dapat dengan mudah melekat pada jantung. Katzschmann dan timnya memperkaya jala ini dengan hidrogel yang sama. Ini memungkinkan RCPatch untuk berintegrasi ke dalam jaringan di sekitarnya dan tumbuh bersama dengan sel otot jantung. “Keuntungan besar adalah bahwa perancah benar -benar terdegradasi setelah sel -sel dikombinasikan dengan jaringan. Ini berarti bahwa tidak ada benda asing yang tersisa,” jelas Jones. Kombinasi dari tiga komponen menghasilkan patch jantung yang padat dan mudah digunakan yang sebagian terbuat dari sel hidup.
Tes awal di jantung
Eksperimen hewan awal menunjukkan kemampuan tambalan yang berhasil ditanamkan dan menahan tekanan tinggi di jantung. Para peneliti berhasil mencegah pendarahan dan memulihkan fungsi jantung. Dalam tes praklinis pada model babi, RCPatch digunakan untuk menutup cacat buatan di ventrikel kiri. “Kami dapat menunjukkan bahwa tambalan mempertahankan integritas strukturalnya bahkan di bawah tekanan darah nyata,” kata Katzschmann.
Dengan demikian, kelompok penelitian telah menciptakan fondasi yang menjanjikan untuk pengembangan patch jantung yang direkayasa secara mekanis dan direkayasa jaringan yang cocok untuk implantasi pada manusia. Dalam jangka panjang, RCPatch dimaksudkan untuk tidak hanya memperbaiki tetapi juga untuk meregenerasi kerusakan miokard, yang pada akhirnya menyembuhkan jantung. Pada langkah berikutnya, para peneliti bertujuan untuk mengembangkan materi lebih lanjut dan menyelidiki stabilitasnya dalam studi hewan jangka panjang.
Referensi
Lewis S. Jones et al. Pencetakan 3D volumetrik dan melelehkan-elektrowriting untuk membuat tambalan jaringan jantung yang diperkuat implan, Bahan canggih. Dua: 10.1002/ADMA.202504765
