El corazón humano late aproximadamente 35 millones de veces al año, bombeando efectivamente sangre a la circulación a través de cuatro válvulas cardíacas diferentes. Desafortunadamente, en más de cuatro millones de personas cada año, estos tejidos delicados funcionan mal debido a defectos de nacimiento, deterioros relacionados con la edad yinfecciones, que causan valvulopatía cardíaca.
Hoy en día, los médicos usan prótesis artificiales o tejidos fijos de origen animal y de cadáveres para reemplazar las válvulas defectuosas. Si bien estas prótesis pueden restaurar la función del corazón por un tiempo, están asociadas con una comorbilidad adversa y desgaste y necesitan ser reemplazadasdurante cirugías invasivas y costosas. Además, en los niños, las prótesis de válvula cardíaca implantadas deben reemplazarse aún más a menudo, ya que no pueden crecer con el niño.
Un equipo dirigido por Kevin Kit Parker, Ph.D. del Instituto Wyss de Ingeniería Biológica de la Universidad de Harvard desarrolló recientemente una técnica de fabricación de nanofibras para fabricar rápidamente válvulas cardíacas con potencial regenerativo y de crecimiento. En un artículo publicado en Biomaterials, Andrew Capulli,Ph.D. y sus colegas fabricaron una red de nanofibras en forma de válvula que imita las propiedades mecánicas y químicas de la matriz extracelular ECM de la válvula nativa. Para lograr esto, el equipo utilizó la tecnología patentada de hilatura rotatoria de chorro del laboratorio Parker, en la cualLa boquilla giratoria extruye una solución de ECM en nanofibras que se envuelven alrededor de mandriles en forma de válvula cardíaca. "Nuestra configuración es como una máquina de algodón de azúcar muy rápida que puede hacer girar una gama de materiales sintéticos y naturales. En este estudio, utilizamos una combinación depolímeros sintéticos y proteínas ECM para fabricar JetValves biocompatibles que son hemodinámicamente competentes tras la implantación y soportan la migración celular yRepoblación in vitro.Es importante destacar que podemos fabricar JetValves de tamaño humano en minutos, mucho más rápido de lo posible para otras prótesis regenerativas ", dijo Parker.
Para desarrollar y probar el potencial clínico de JetValves, el equipo de Parker colaboró con el equipo de traducción de Simon P. Hoerstrup, MD, Ph.D., en la Universidad de Zurich en Suiza, que es una institución asociada con el Instituto WyssComo líder en prótesis cardíacas regenerativas, Hoerstrup y su equipo en Zúrich han desarrollado previamente válvulas cardíacas regenerativas y diseñadas para reemplazar las válvulas cardíacas mecánicas y fijas. En el enfoque de Hoerstrup, las células humanas depositan directamente una capa regenerativa de ECM complejo enandamios biodegradables en forma de válvulas cardíacas y vasos. Las células vivas se eliminan de los andamios, lo que da como resultado una prótesis de matriz humana "lista para usar" lista para su implantación.
En el documento, el equipo interdisciplinario implantó con éxito JetValves en ovejas utilizando una técnica mínimamente invasiva y demostró que las válvulas funcionaban correctamente en la circulación y regeneraron tejido nuevo ". En nuestros estudios anteriores, los andamios recubiertos con ECM derivados de célulaspodría reclutar células del corazón del animal receptor y apoyar la proliferación celular, la remodelación de la matriz, la regeneración de tejidos e incluso el crecimiento animal. Si bien estas válvulas son seguras y efectivas, su fabricación sigue siendo compleja y costosa ya que las células humanas deben cultivarse durante mucho tiempocondiciones reguladas. El proceso de fabricación mucho más rápido del JetValve puede cambiar el juego a este respecto. Si podemos replicar estos resultados en humanos, esta tecnología podría tener beneficios invaluables para minimizar el número de reoperaciones pediátricas ", dijo Hoerstrup.
En apoyo de estos esfuerzos de traducción, el Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada y la Universidad de Zurich anunciaron hoy un esfuerzo de equipo interinstitucional para generar un reemplazo funcional de la válvula cardíaca con la capacidad de reparación, regeneración y crecimiento. El equipo estambién trabajando hacia una versión de grado GMP de su proceso de fabricación personalizable, escalable y rentable que permitiría el despliegue a una gran población de pacientes. Además, la nueva válvula cardíaca sería compatible con procedimientos mínimamente invasivos para atender tanto a niños como a adultospacientes
El proyecto será dirigido conjuntamente por Parker y Hoerstrup. Parker es miembro de la Facultad del Instituto Wyss y profesor de la familia Tarr de Bioingeniería y Física Aplicada en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard SEAS.Hoerstrup es presidente y director del Instituto de Medicina Regenerativa de la Universidad de Zúrich IREM, codirector del recientemente fundado Wyss Translational Center Zurich y miembro asociado de la facultad del Instituto Wyss.
Dado que JetValves se puede fabricar en todas las formas y tamaños deseados, y tomar de segundos a minutos en producirse, el objetivo del equipo es proporcionar válvulas cardíacas regenerativas personalizadas, listas para usar, mucho más rápido y a un costo mucho menor de lo que es posible actualmente.
"Alcanzar el objetivo de válvulas cardíacas regeneradoras mínimamente invasivas y de bajo costo podría tener un tremendo impacto en la vida de los pacientes a través de límites de edad, sociales y geográficos. Una vez más, nuestra estructura de equipo colaborativo que combina experiencia única y líder en bioingeniería,La medicina regenerativa, la innovación quirúrgica y el desarrollo comercial en todo el Instituto Wyss y en nuestras instituciones asociadas, nos permite avanzar en el desarrollo tecnológico de formas que no son posibles en un laboratorio académico convencional ", dijo el Director Fundador del Instituto Wyss, Donald Ingber, MD, Ph.D.., quien también es el profesor de Biología Vascular Judah Folkman en HMS y el Programa de Biología Vascular en el Hospital de Niños de Boston, así como el Profesor de Bioingeniería en SEAS.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada en Harvard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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