«Заплатка-киборг» вместо трансплантации сердца

Разработчики

Рон Фейнер, Йоси Шачам-Диаманд, Таль Двир и др.

Описание технологии

Пересадка, или трансплантация, сердца — операция необычайной сложности, которая затрагивает очень много различных аспектов.

На сегодняшний день хроническая сердечная недостаточность является самым частым заболеванием в мире, ведущим к летальному исходу, причем количество заболеваний год от года увеличивается.

Возможно, эту проблему удастся решить с помощью новой разработки исследователей Тель-Авивского университета, работающих под руководством профессора Тала Двира. Разработка представляет собой бионическую «заплатку», состоящую из органических и искусственных компонентов. Фактически, возможности такой заплатки превосходят возможности ткани человеческого сердца. Она способна сокращаться, как сердечная мышца, и в то же время ее функционирование можно регулировать, как работу искусственного механизма.

Бионическая ткань состоит из живых сердечных клеток, полимеров и сложной наноэлектронной схемы. Эта интегрированная электронная система обладает большими возможностями, такими как интерактивная регистрация сокращений сердца и регуляция ритма в случаях необходимости. Помимо этого, электроника способна регулировать высвобождение факторов роста и лекарственных препаратов для привлечения стволовых клеток или подавления воспалительной реакции после процедуры имплантации.

Практическое применение

При наличии такого имплантата лечащий врач сможет в реальном времени через компьютер снимать показания с датчиков, встроенных в бионический имплант, и оценивать состояние пациента. Это позволит своевременно принимать меры, такие как корректировка частоты сокращения сердца или активация высвобождения необходимых препаратов вне врачебного приема.

Долгосрочной целью работы над усовершенствованием бионического имплантата является наделение его способностью самостоятельно регулировать свое функционирование.

Лаборатории

• The Laboratory for Tissue Engineering and Regenerative Medicine, Department of Molecular Microbiology and Biotechnology, George S. Wise Faculty of Life Science, Tel Aviv University, Tel Aviv 69978, (Израиль);
• The Center for Nanoscience and Nanotechnology, Tel Aviv University, Tel Aviv 69978, (Израиль);
• Department of Materials Science and Engineering, Tel Aviv University, Tel Aviv 69978, (Израиль);
• Department of Physical Electronics, Faculty of Engineering, Tel Aviv University, Tel Aviv 69978, (Израиль).

Ссылки

http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4590.html
http://vechnayamolodost.ru/articles/drugie-nauki-o-zhizni/zaplatka-kiborg-vmesto-transplantatsii-serdtsa/

Публикации

• Fleischer S. et al. Spring-like fibers for cardiac tissue engineering //Biomaterials. — 2013. — Т. 34. — №. 34. — С. 8599–8606.
• Engelmayr G. C. et al. Accordion-like honeycombs for tissue engineering of cardiac anisotropy //Nature materials. — 2008. — Т. 7. — №. 12. — С. 1003–1010.
• Kim D. H. et al. Nanoscale cues regulate the structure and function of macroscopic cardiac tissue constructs //Proceedings of the National Academy of Sciences. — 2010. — Т. 107. — №. 2. — С. 565–570.
• Radisic M. et al. Biomimetic approach to cardiac tissue engineering: oxygen carriers and channeled scaffolds //Tissue engineering. — 2006. — Т. 12. — №. 8. — С. 2077–2091.
• Fleischer S. et al. Albumin fiber scaffolds for engineering functional cardiac tissues //Biotechnology and bioengineering. — 2014. — Т. 111. — №. 6. — С. 1246–1257.
• Tian B. et al. Macroporous nanowire nanoelectronic scaffolds for synthetic tissues //Nature materials. — 2012. — Т. 11. — №. 11. — С. 986–994.
• Leor J., Amsalem Y., Cohen S. Cells, scaffolds, and molecules for myocardial tissue engineering //Pharmacology & therapeutics. — 2005. — Т. 105. — №. 2. — С. 151–163.