Innovativt plåster kan minska muskelskador efter hjärtinfarkt
En nyligen genomförd studie på råttor visar att ett innovativt plåster förhindrade att hjärtmuskeln sträcktes vanligt efter hjärtinfarkt.
En hjärtinfarkt inträffar när blodflödet som ger hjärtmuskelen syre minskas eller blockeras avsevärt.
Hjärtmuskeln skadas under processen och mängden skada beror vanligtvis på storleken på det område som levereras av den blockerade artären.
Det kan ta ungefär 8 veckor för hjärtmuskeln att läka. Trots skadan måste resten av hjärtat fortsätta att pumpa blod.
Ärrvävnad kan bildas i det skadade området och påverka mängden blod som hjärtat kan pumpa.
De flesta som överlever en hjärtattack har en viss grad av kranskärlssjukdom. Detta inträffar när artärer härdas och smalnar. Vanligtvis måste överlevande göra avgörande livsstilsförändringar och kan behöva ta mediciner för att förhindra en framtida hjärtinfarkt.
Enligt Centers for Disease Control and Prevention (CDC) har mer än 700 000 människor i USA en hjärtinfarkt varje år. Av dessa upplever mer än 500 000 sin första hjärtinfarkt och cirka 200 000 har redan fått en.
Tecken på hjärtinfarkt inkluderar bröstsmärta och andfåddhet. Hälften av amerikanska individer har minst en av följande riskfaktorer: högt blodtryck, högt kolesterol eller rökning.
Diabetes, fetma, fysisk inaktivitet och överdriven alkoholanvändning ökar också risken för hjärtinfarkt.
Testar en ny typ av självhäftande hjärtplåster
Forskare vid Brown University i Providence, RI, Fudan University i Shanghai, Kina och Soochow University i Suzhou, Kina har samarbetat för att skapa och testa en ny typ av självhäftande hjärtplåster på råttor.
Studien var en tvärvetenskaplig insats bland forskare inom datormodellering och mekanik, materialforskare och kardiologi. Forskarna publicerade sina resultat i tidskriften Naturmedicinsk teknik.
Forskarna skapade detta självhäftande plåster med ett vattenbaserat hydrogelmaterial och utvecklade det med hjälp av datasimuleringar. Plåstret kan sitta direkt på hjärtat, och resultaten av studien visar att det kan bidra till att begränsa muskelskador som ofta uppstår efter en hjärtinfarkt.
"Tanken här", förklarar medförfattare professor Huajian Gao från Brown University, "är att ge mekaniskt stöd för skadad vävnad, vilket förhoppningsvis ger den en chans att läka."
Prof. Gao fortsätter med att säga att tidigare studier har visat att mekaniska lappar kan vara effektiva, men ingen forskning har försökt identifiera de "optimala mekaniska egenskaperna." Att få dessa egenskaper rätt är avgörande för att säkerställa att plåstret kan fungera korrekt.
”Om materialet är för hårt eller styvt”, tillägger han, ”kan du begränsa hjärtats rörelse så att det inte kan expandera till den volym det behöver. Men om materialet är för mjukt, ger det inte tillräckligt med stöd. Så vi behövde några mekaniska principer för att vägleda oss. ”
Att skapa rätt mekaniska egenskaper är nyckeln
Forskarna utvecklade en datormodell med fokus på två nyckelkomponenter, varav den ena utvidgningen och sammandragningen av hjärtat och den inverkan plåstret hade på dessa funktioner.
Den andra var att modellera de skador som uppstår efter en hjärtinfarkt. På detta sätt kunde teamet titta på hur mycket mekaniskt stöd som behövs för att begränsa skadan.
Efter resultaten av datormodellen skapade forskarna - ledd av professor Lei Yang, från Soochow University - ett hydrogelmaterial med hjälp av stärkelse från livsmedel. Detta material är billigt, enkelt att göra och viskoelastiskt, vilket innebär att "det kombinerar flytande och fasta egenskaper."
Studien på råttor visade att denna nya typ av självhäftande plåster var effektiv för att minska muskelskador efter hjärtinfarkt.
"[Det] bibehöll en bättre hjärtproduktion och minskade därmed kraftigt överbelastningen av de återstående kardiomyocyterna och den negativa hjärtförnyelsen", säger studieförfattare Ning Sun, en kardiologiforskare vid Fudan University.
Deras forskning visade att plåstret kan minska celldöd, ansamling av ärrvävnad och oxidativ stress. Forskarna tror att fler tester krävs, men resultaten är lovande.
"Det återstår att se om det kommer att fungera hos människor, men det är väldigt lovande."
Prof. Huajian Gao
