Американські і британські біологи створили штучний легеневий клапан, здатний підлаштовуватися під зростаюче серце, і протестували його на вівцях, повідомляється в. Стосовно людей аналогічний клапан дозволить уникнути безлічі операцій з перевстановлення протезів, які зараз доводиться робити дітям і підліткам через те, що старі імплантати стають малі.
Щороку у світі народжується 1,35 мільйона дітей з вадами серця. Чверть цих випадків - порушення роботи серцевих клапанів, перегородок між різними частинами цього органу, які в нормі пропускають кров тільки в один бік. Якщо патологія сильно виражена, доводиться імплантувати штучні клапани, а потім до досягнення зрілості раз на кілька років замінювати їх, оскільки їх розмір фіксований, а серце зростає.
Кожна операція із заміни передбачає загальну анестезію, і кілька таких процедур, ймовірно, можуть вплинути на розвиток мозку. Крім того, пересадка проводиться відкрито, тобто великий ризик зараження рани. Свіжовстановлений механічний клапан підвищує ймовірність тромбоемболії (закупорки судин), а донорський - ризик реакції відторгнення з боку імунної системи. Всього цього можна було б уникнути, якби діаметр клапана-протеза міг би якимось чином збільшуватися, підлаштовуючись під зростаюче серце.
Співробітники Бостонської дитячої лікарні та Гарвардського університету під керівництвом Софі Хофферберт (Sophie Hofferberth) розробили штучний клапан, порівнявши будову клапанів серця і судин. Вони зазначили, що багато серцевих клапанів (зокрема, легеневий, між правим шлуночком і легеневим стволом) подібно до венозних пасивно затримують струм крові у зворотному напрямку: м'язових волокон у них немає, самі вони не скорочуються.
Ефективна робота таких клапанів досягається за рахунок особливої геометрії. До стінок судини зазвичай кріпляться дві створки - листки сполучної тканини. Коли ділянка вени розтягується, висота клапана на ній зменшується, кут між створками росте, але вони як і раніше дають крові йти тільки в один бік.
Взявши за основу будову венозного клапана, дослідники зробили кілька прототипів легеневих клапанів з листками зі вспіненого політетрафторетилену (матеріалу, вже перевіреного в клінічній практиці), які кріпилися до гнучкої основі-стенту. Зразки відрізнялися один від одного кутом між створками: чим він був тупішим, тим більший діаметр клапана. Площі створок при цьому були однаковими.
Прототипи відповідно до діаметру імплантували сімом ягнятам і чотирьом дорослим вівцям. У ягнят протез стояв десять тижнів. Через два, шість і вісім тижнів після імплантації клапана кут між створками збільшували за допомогою балона і катетера, оскільки серця ягнят росли. У тварин вимірювали обсяг рідини, який перекачує серце в різні моменти циклу скорочень, і відзначали, чи немає зворотного струму крові - з легеневого стовбура в правий шлуночок.
Закидання крові в шлуночок, притому несильне, спостерігали тільки в однієї тварини. Розширення протеза не погіршувало його роботу. Хоча вівцям не давали кошти проти утворення тромбів, закупорки судин ні в кого не відбулося. Серйозних запальних реакцій клапани теж не викликали. Такі попередні випробування можна назвати успішними.
Тим не менш, необхідні більш тривалі перевірки клапанів-протезів на більшому числі тварин, щоб краще зрозуміти довготривалі наслідки їх установки. Ймовірно, якийсь матеріал буде краще підходити для створок, ніж спітканий політетрафторетилен. Нарешті, в справжньому легеневому клапані три створки, а не дві, і ця відмінність може бути істотною для роботи його протеза.
Серцеві клапани та сухожилля, як з'ясувалося в грудні 2019 року, мають п'єзоелектричні властивості. Ймовірно, це знання допоможе розробити нові методи діагностики проблем зі сполучною тканиною серця. А навесні минулого року бостонські вчені повідомили, що вже створили малоінвазивний спосіб пошуку серцевих клапанів за допомогою роботизованого катетера.