心のためのパッチ

心臓発作の後、心臓への血流が中断され、結果として生じる酸素の欠如は心臓の損傷を引き起こす可能性があります。心臓の壁は重度の場合に破裂する可能性があり、即時の外科的介入が必要です。今日、ウシの心膜パッチは、その安定性、透過性、および着床の容易さにより、そのような心臓欠陥を修復するために使用されています。

ロバート・カツマン教授とオメル・デゼマリ教授が率いるEthチューリッヒとチューリッヒ大学病院の学際的な研究チームは、脳室内埋め込みのための新しい3次元心臓パッチを開発しました。チームは、Scientific Journal Advanced Materialsにそれを提示しました。

現在使用されているウシの心膜パッチ、BPPSが短い場合、かなりの不利な点があります。それらは生物学的に不活性であるだけでなく、心臓に異物のままであり、分解することはできませんが、石灰化、血栓症、炎症などの望ましくない反応を引き起こす可能性もあります。 「従来の心臓パッチは心臓組織に統合されず、体内に永久に留まります。既存の心臓組織に統合するパッチでこの問題を解決したかったのです」と研究の主著者であるルイス・ジョーンズは説明します。

「RCPATCH」（強化された心臓パッチ）は、ウシの心膜から作られた従来のパッチに代わる長期的な代替手段になる可能性があります。「私たちの目標は、欠陥を閉じるだけでなく、完全に修復するのに役立つパッチを開発することでした」

新しいRCPATCHは、3つの部分で構成されているため、ウシの心膜よりも大きな利点があります。損傷を密封する細かいメッシュ、安定性のための3Dプリントされた足場、心筋細胞を入力したヒドロゲルです。足場には、研究者が3Dプリンターで生成する分解性ポリマーで構成される格子構造があります。 「足場は十分に安定しており、生細胞を含むヒドロゲルで満たすことができます」とジョーンズは説明します。

ETH研究者は、格子構造を薄いメッシュと組み合わせて、心臓に簡単に取り付けることができるようにしました。 Katzschmannと彼のチームは、同じヒドロゲルでこのメッシュを豊かにしました。これにより、RCPatchは周囲の組織に統合され、心筋細胞と一緒に成長することができます。 「大きな利点は、細胞が組織と組み合わされた後、足場が完全に分解されることです。これは、異物が残っていないことを意味します」とジョーンズは説明します。 3つのコンポーネントの組み合わせは、生細胞で部分的に作られた密な、使いやすいハートパッチをもたらします。

最初の動物実験により、パッチが正常に埋め込まれ、心臓の高圧に耐える能力が実証されました。研究者は、出血の防止と心機能の回復に成功しました。 PIGモデルの前臨床試験では、RCPATCHを使用して、左心室の人工欠陥を閉じました。 「私たちは、パッチが実際の血圧下でも構造的完全性を保持していることを示すことができました」とカッツシュマンは言います。

したがって、研究グループは、人間への着床に適した機械的に強化され、組織設計された心臓パッチの開発のための有望な基盤を作り出しました。長期的には、RCPatchは修理だけでなく、心筋損傷を再生し、最終的に心臓を癒すことを目的としています。次のステップでは、研究者は材料をさらに開発し、長期の動物研究におけるその安定性を調査することを目指しています。

Jones LS、Rodriguez Cetina Biefer H、Mekkattatt M、Thijssen Q、Amicone A、Bock A、Weisskopf M、Zorndt D、Meier D、Zheng L、Generali M、Katzschmann RK、Dzemali O.
埋め込み可能な強化心臓組織パッチを製造するための体積3Dプリントと溶融電子流出。
Adv Mater。 2025 8月5日：E2504765。 doi： 10.1002/adma.202504765