Réparer un cœur brisé, la voie de la bio-ingénierie – ScienceDaily

Les bio-ingénieurs du Trinity College de Dublin, en Irlande, ont développé un patch prototype qui fait le même travail que les aspects cruciaux du tissu cardiaque.

Leur patch résiste aux exigences mécaniques et imite les propriétés de signalisation électrique qui permettent à notre cœur de pomper le sang de façon rythmique autour de notre corps.

Leur travail nous rapproche essentiellement d’un design fonctionnel qui pourrait réparer un cœur brisé.

Un homme sur six et une femme sur sept dans l’UE subiront une crise cardiaque à un moment donné de leur vie. Dans le monde, les maladies cardiaques tuent plus de femmes et d’hommes – quelle que soit leur race, que toute autre maladie.

Les patchs cardiaques tapissés de cellules cardiaques peuvent être appliqués chirurgicalement pour restaurer le tissu cardiaque chez les patients dont les tissus ont été retirés après une crise cardiaque et pour réparer les malformations cardiaques congénitales chez les nourrissons et les enfants. En fin de compte, cependant, l’objectif est de créer des patchs sans cellules qui peuvent restaurer le battement synchrone des cellules cardiaques, sans altérer le mouvement du muscle cardiaque.

Les bio-ingénieurs rapportent leur travail, ce qui nous rapproche un peu d’une telle réalité, dans le journal Matériaux fonctionnels avancés.

Michael Monaghan, professeur adjoint huissier en génie biomédical à Trinity, et auteur principal du document, a déclaré:

«Malgré certaines avancées dans le domaine, les maladies cardiaques continuent de peser lourdement sur nos systèmes de soins de santé et la qualité de vie des patients dans le monde entier. Elles nous touchent tous, directement ou indirectement, par le biais de la famille et des amis. développer de nouveaux traitements pouvant inclure des traitements de cellules souches, des injections de gel de biomatériaux et des appareils fonctionnels. “

“La nôtre est l’une des rares études qui se penche sur un matériau traditionnel, et grâce à une conception efficace nous permet d’imiter le mouvement mécanique du cœur dépendant de la direction, qui peut être maintenu de manière répétée. Cela a été réalisé grâce à une nouvelle méthode appelée” électro-écriture en fusion ” et grâce à une étroite collaboration avec les fournisseurs situés au niveau national, nous avons pu personnaliser le processus pour l’adapter à nos besoins de conception. “

Ce travail a été effectué au Trinity Center for Biomedical Engineering, basé au Trinity Biomedical Sciences Institute en collaboration avec Spraybase®, une filiale d’Avectas Ltd.Il a été financé par Enterprise Ireland dans le cadre du programme de partenariat d’innovation (IPP).

Le Dr Gillian Hendy, directeur de Spraybase® est co-auteur de l’article. Le Dr Hendy a félicité l’équipe de Trinity pour le travail accompli et les progrès réalisés sur le système Spraybase® Melt Electrowriting (MEW). Le succès remporté par l’équipe met en évidence les applications potentielles de cette nouvelle technologie dans le domaine cardiaque et capture succinctement les avantages de la collaboration industrielle et universitaire, via des plateformes telles que l’IPP.

Il est difficile de concevoir des matériaux de remplacement pour les tissus cardiaques, car il s’agit d’un organe qui se déplace et se contracte constamment. Les exigences mécaniques du muscle cardiaque (myocarde) ne peuvent pas être satisfaites en utilisant des polymères thermoplastiques à base de polyester, qui sont principalement les options approuvées pour les applications biomédicales.

Cependant, la fonctionnalité des polymères thermoplastiques pourrait être mise à profit par sa géométrie structurelle. Les bio-ingénieurs ont ensuite entrepris de fabriquer un patch qui pourrait contrôler l’expansion d’un matériau dans plusieurs directions et l’ajuster en utilisant une approche de conception technique.

Les patchs ont été fabriqués par électro-écriture en fusion – une technologie de base de Spraybase® – qui est reproductible, précise et évolutive. Les patchs ont également été enduits du polypyrrole polymère électroconducteur pour fournir une conductivité électrique tout en maintenant la compatibilité cellulaire.

Le patch a résisté à des étirements répétés, ce qui est une préoccupation dominante pour les biomatériaux cardiaques, et a montré une bonne élasticité, pour imiter avec précision cette propriété clé du muscle cardiaque.

Le professeur Monaghan a ajouté:

“Essentiellement, notre matériau répond à de nombreuses exigences. Le matériau en vrac est actuellement approuvé pour l’utilisation de dispositifs médicaux, la conception permet le mouvement du cœur qui pompe et a été fonctionnalisé pour s’adapter à la signalisation entre les tissus contractiles isolés.”

“Cette étude rapporte actuellement le développement de notre méthode et de notre conception, mais nous sommes maintenant impatients de faire progresser la prochaine génération de conceptions et de matériaux dans le but éventuel d’appliquer ce patch comme thérapie pour une crise cardiaque.”

Le Dr Dinorath Olvera, Trinity, premier auteur du document, a ajouté:

“Nos patchs électroconducteurs soutiennent la conduction électrique entre les tissus biologiques dans un modèle ex vivo. Ces résultats représentent donc une étape importante vers la génération d’un patch bio-conçu capable de récapituler les aspects du tissu cardiaque – à savoir son mouvement mécanique et la signalisation électrique.”

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