Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали гибкий лечебный пластырь, способный помочь сердцу восстановиться после инфаркта. Новая технология, успешно испытанная на крысах, доставляет лекарственные препараты прямо в повреждённые участки миокарда по заранее заданному расписанию. Такой подход вдвое сокращает объём повреждённых тканей и значительно улучшает работу сердца по сравнению с существующими методами лечения.
После тяжёлого инфаркта часть сердечной мышцы погибает и не способна к регенерации. В результате сердце теряет часть своей силы навсегда. «Наша цель — вернуть сердцу утраченную функцию и помочь пациентам обрести более сильный и устойчивый орган после инфаркта», — объясняет ведущий исследователь Ана Якленец из Института Коха при MIT.
Как работает пластырь MIT
Обычно пациентам после инфаркта делают шунтирование, чтобы восстановить кровоток, но эта операция не возвращает к жизни мёртвую ткань. Команда MIT решила создать систему, которую можно установить прямо во время операции — чтобы она постепенно стимулировала восстановление сердца.
Учёные использовали микрочастицы из биосовместимого полимера PLGA — такие себе «миниатюрные кофейные чашки», которые высвобождают лекарство по мере разрушения «крышки». В исследовании частицы были запрограммированы на трёхэтапное высвобождение:
- дни 1–3 — препарат neuregulin-1 предотвращает гибель клеток;
- дни 7–9 — VEGF стимулирует рост новых кровеносных сосудов;
- дни 12–14 — GW788388 снижает образование рубцов.
Такой точный график подражает естественному процессу заживления тканей, где каждый этап восстановления наступает в строго определённой последовательности.
Как устроен пластырь
Все микрочастицы исследователи встроили в гибкий гидрогелевый пластырь из альгината и PEGDA — тонкий и прозрачный, как контактная линза. Этот материал легко накладывается прямо на сердце во время операции и постепенно растворяется.
«Мы фактически программируем лечение внутри самого материала», — объясняет соавтор исследования Эрика Ван.
В лабораторных тестах пластырь помогал клеткам сердца выживать в условиях низкого уровня кислорода, стимулировал образование новых сосудов и уменьшал рубцевание тканей.
Когда устройство протестировали на крысах, перенёсших инфаркт, результаты оказались впечатляющими: у животных, получивших такой пластырь, выживаемость увеличилась на 33 %, а объём повреждённых тканей снизился наполовину по сравнению с группами, получавшими те же лекарства внутривенно или вовсе без лечения. Функция сердца заметно улучшилась, а сам пластырь со временем полностью рассосался, не мешая его движению.
«Это важный шаг в объединении технологий доставки лекарств и биоматериалов для создания новых методов лечения сердечных заболеваний», — отмечает профессор MIT Роберт Лангер, соавтор исследования.
Учёные планируют испытать пластырь на более крупных животных перед началом клинических исследований. Кроме того, команда рассматривает возможность встроить такие же микрочастицы с программируемым высвобождением лекарств в стенты, что откроет путь к безоперационным методам лечения.
Результаты работы опубликованы в журнале Cell Biomaterials.
