Een varken kan niet alleen worden gedemonteerd voor vet en vlees, maar ook voor … prothesen voor hartpatiënten, leverontvangers en degenen die risico lopen op gangreen, varkensprothesen van gebrekkige bloedvaten - skeletskeletten van kleine slagaders - worden getest in het Kharkiv Institute of Cryobiology en bereiden zich al voor op de verhuizing naar Israël
Gewoonlijk heeft een persoon genoeg van zijn eigen bloedvaten: als ze niet verstopt zijn met cholesterolplaques, niet verstopt en niet gescheurd zijn, hoeft een persoon niet na te denken over een gebrek aan bloedvaten. Elk jaar hebben Russen echter tienduizenden nieuwe schepen nodig - kunstmatig, donor of van henzelf, die van de ene locatie naar de andere worden getransplanteerd.
Synthetische of natuurlijke vaten zijn nodig voor bijvoorbeeld coronaire bypass-transplantatie bij ischemische hartziekte, inserties bij radicale operaties en levertransplantaties, voor de chirurgische behandeling van verwondingen en vasculaire laesies die gangreen bedreigen. Er zijn meer dan voldoende indicaties voor vaatprotheses, het belangrijkste is dat ze allemaal geassocieerd zijn met een hoog risico op overlijden.
PROBLEMISCHE VAARTUIGEN
Als we het hebben over haarvaten - kleine perifere bloedvaten, dan hoeven ze niet te worden getransplanteerd, dergelijke bloedvaten kunnen in de patiënt zelf worden gekweekt. Om dit te doen, is het voldoende om een circulair DNA-molecuul in het getroffen gebied te injecteren, dat het menselijke VEGF- gen (Vascular Endothelial Growth Factor) bevat. Het eiwit dat daaruit wordt gesynthetiseerd, stimuleert ook de groei van haarvaten. Omdat de haarvaten uit een minimale reeks cellen bestaan, zijn er geen problemen met vasculaire inferioriteit, zegt Roman Deev, Ph. D., hoofdredacteur van het tijdschrift Cell Transplantology and Tissue Engineering.
Slagaders en aders hebben geen fundamentele verschillen in structuur, maar de eerste transporteren bloed van het hart, de tweede - naar het hart. De vaten van de microcirculatie (capillairen, venulen, arteriolen, enz.) Vormen de "brug" tussen de aders en slagaders. De structuur van slagaders en aders is het moeilijkst. Ze bestaan uit een tiental soorten cellen, die elk worden weergegeven door verschillende lagen. Afhankelijk van de structuur van de slagaders en aders, zijn ze onderverdeeld in typen: elastisch, gemiddeld, spier. De soorten vaten verschillen in dikte, weefselsamenstelling, aantal cellagen, mechanische eigenschappen en functies. In de hiërarchie van complexiteit bevinden haarvaten zich bij de laatste stap. Ze worden gevormd door slechts één laag afgeplatte cellen - endotheelcellen.
“Kleine schepen laten groeien? Ja, geen probleem, - vervolgt Roman Deev. “Bovendien zijn er aanwijzingen dat gladde spierelementen en fibroblasten betrokken zijn bij het proces van vasculaire vorming, getriggerd door het VEGF-genoom. Dus na verloop van tijd kunnen capillairen evolueren naar grotere vaten. Dit blijkt indirect uit de gegevens van klinische onderzoeken”. Als een vat groter dan een capillair moet worden hersteld, niet in de toekomst, maar "hier en nu", dan wordt de taak veel gecompliceerder. En hier kan men niet zonder chirurgische protheses.
Bij vaatchirurgie gebruiken artsen de natuurlijke (autologe) bloedvaten van patiënten en synthetische prothesen. U kunt dus een gedeelte van een groot vat, zoals de aorta, vervangen door kunststof. Volgens de president van de Russische Vereniging van Angiologen en Vasculaire Chirurgen Anatoly Pokrovsky gaan synthetische prothesen lang mee (tot 30-40 jaar), zijn ze bestand tegen hoge bloeddruk en worden ze gecombineerd met de regeneratieve processen van de omliggende levende weefsels. De meest kwetsbare en problematische vaten zijn slagaders met een kleine diameter (minder dan 6 mm). Het is vanwege hen dat coronaire hartziekten en gangreen ontstaan.
Promotie video:
Geneesmiddelen die de bloedcirculatie verbeteren, zijn slechts enkele maanden effectief. En synthetische prothesen, geschikt voor grote bloedvaten, zijn helemaal niet geschikt voor slagaders met een kleine diameter: de hechtingsplaats (anastomose) is overwoekerd met bindweefsel, de bloedvaten raken verstopt en trombose begint. Autologe bloedvaten, dat wil zeggen, verkregen van de patiënt zelf, worden erkend als de "gouden standaard" voor vaatprothesen met een kleine diameter. Geen biotechnologische wonderen: chirurgen snijden gewoon de vena saphena weg en vervangen ze door bijvoorbeeld kransslagaders in het hart. Dit is hoe niet alleen coronaire bypass-transplantatie wordt uitgevoerd: volgens hetzelfde principe leveren chirurgen bloedvaten aan andere organen en delen van het lichaam.
VAARTUIG MESTSTOF
Het VEGF-gen wordt al gebruikt in onderzoek en voor de behandeling van ischemie van de ledematen. Zo kreeg de federale staatsinstelling "Russisch cardiologisch onderzoeks- en productiecomplex van het ministerie van Volksgezondheid en Sociale Ontwikkeling van de Russische Federatie" toestemming voor klinische proeven met een geneesmiddel dat het gen bevat. Een ander prototype gebaseerd op het VEGF165-gen werd ontwikkeld in het A. N. Bakulev Wetenschappelijk Centrum voor Cardiovasculaire Chirurgie en het Instituut voor Genbiologie van de Russische Academie van Wetenschappen. En het product van het Institute of Human Stem Cells heeft al klinische proeven doorstaan en een registratiecertificaat ontvangen van het ministerie van Volksgezondheid.
Jaarlijks worden in Rusland ongeveer 15 duizend bypassoperaties voor de kransslagader uitgevoerd. En er zijn meerdere keren meer behoeftige mensen. Volgens Russische en buitenlandse artsen kan bij ongeveer een derde van de patiënten hun eigen bloedvaten niet worden gebruikt voor protheses. Sommige mensen hebben te veel vaten nodig, dus hun eigen vaten is niet genoeg; in andere gevallen zijn degeneratieve veranderingen te significant, daarom durven artsen een priem niet te vervangen door zeep.
"Er zijn ook patiënten bij wie de bloedvaten niet kunnen worden verwijderd vanwege anatomische kenmerken", legt Boris Sandomirsky, doctor in de medische wetenschappen, hoofd van de afdeling experimentele cryogene geneeskunde aan het Instituut voor problemen van cryobiologie en cryogene geneeskunde van de Nationale Academie van Wetenschappen van Oekraïne uit.… - Een ander probleem is de beperkte "houdbaarheid" van autologe transplantaten: ze werken nu ongeveer vijf jaar op de nieuwe plek. Het blijkt dus dat, bijvoorbeeld voor herhaalde coronaire bypass-transplantatie, de bloedvaten mogelijk niet voldoende zijn.
TEKORT SCHEPEN VAN VARKENS
Wetenschappers van het Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine van de National Academy of Sciences of Ukraine, onder leiding van Boris Sandomirsky, proberen varkensvaten in mensen te implanteren. Het idee is om frames voor varkensvaten te maken die kunnen worden gevuld met vaatcellen, om zo volwaardige prothesen te verkrijgen. Bijna zoals Paolo Macchiarini, die tracheale steigers maakt en ze bevolkt met stamcellen. Maar in de Sandomierz-bioreactor zijn de cellen geen stamcellen, maar vasculair. "Dit zijn twee- of drielaagse weefselcelstructuren die in vitro zijn gekweekt op basis van een vasculair raamwerk", legt Boris Sandomirsky uit. "In het eerste stadium worden er gladde spiercellen van de arteriële wanden op gelaagd, dan - de endotheelcellen van de ontvanger".
Sandomirsky weet het zeker: natuurlijke celvrije xenogene (afgeleid van dieren) kaders zijn veel beter dan synthetische materialen; ze hebben uitstekende mechanische eigenschappen en worden in het lichaam van de ontvanger geleidelijk getransformeerd door de extracellulaire matrix van de ontvanger zelf. Boris Sandomirsky heeft al varkensvaten ontvangen, waarvan alleen bindweefselraamwerken overbleven (er was geen spierlaag of endotheel in deze "buisjes").
VASCULAIRE BIOTECHNOLOGIE
Biotechnologen proberen al jaren analogen van kleine en middelgrote bloedvaten te maken met behulp van donorweefsel of de patiënt zelf, celtechnologieën en 30-printers. Biologen naaiden bijvoorbeeld glazen buizen aan dieren, waarvan na verwijdering kaders van bindweefsel onder de huid bleven. Ze waren geschikt voor de reconstructie van het vaatbed, maar toch rechtvaardigden ze zichzelf niet. "Een paar jaar geleden hebben biologen bijvoorbeeld een cliché gecreëerd in de vorm van endothelized tubes gemaakt van polymelkzuren", vertelt Roman Deev aan "World Details". Toen de biologisch afbreekbare scaffold oploste, bleef de kweek van vasculaire cellen die erop waren gezaaid - een bloedvat met een kleine diameter werd verkregen. In 2011 hebben onderzoekers uit Duitsland onder leiding van G nterTovar,projectmanager van het Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology, stelde voor om vaten af te drukken op een driedimensionale inkjetprinter met polymeerinkt. De inkttanks worden nog getest. Wetenschappers uit Novosibirsk en Duitsland (Research Institute of Cardiology, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, Siberian State Medical University of Roszdrav en de University of Rostock) bevolken de scaffold die uit de vaten is verkregen met stamcellen. Dat wil zeggen, ze werken precies zoals Macchiarini, alleen aan de basis bevindt zich niet de luchtpijp, maar een bloedvat - een kleinere en dunnere holle structuur. Biotechnologen hebben ook een iets andere benadering: de collageenmatrix vullen met stamcellen in plaats van een "decellulair" vat.voorgesteld om vaten te printen op een driedimensionale inkjetprinter met polymeerinkt. De inkttanks worden nog getest. Wetenschappers uit Novosibirsk en Duitsland (Research Institute of Cardiology, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, Siberian State Medical University of Roszdrav en de University of Rostock) bevolken de scaffold die uit de vaten is verkregen met stamcellen. Dat wil zeggen, ze werken precies zoals Macchiarini, alleen aan de basis bevindt zich niet de luchtpijp, maar een bloedvat - een kleinere en dunnere holle structuur. Biotechnologen hebben ook een iets andere benadering: de collageenmatrix vullen met stamcellen in plaats van een "decellulair" vat.voorgesteld om vaten te printen op een driedimensionale inkjetprinter met polymeerinkt. De inkttanks worden nog getest. Wetenschappers uit Novosibirsk en Duitsland (Research Institute of Cardiology, Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, Siberian State Medical University of Roszdrav en de University of Rostock) bevolken de scaffold die uit de vaten is verkregen met stamcellen. Dat wil zeggen, ze werken precies zoals Macchiarini, alleen aan de basis bevindt zich niet de luchtpijp, maar een bloedvat - een kleinere en dunnere holle structuur. Biotechnologen hebben ook een iets andere benadering: de collageenmatrix vullen met stamcellen in plaats van een "decellulair" vat. Dat wil zeggen, ze werken precies zoals Macchiarini, alleen aan de basis bevindt zich niet de luchtpijp, maar een bloedvat - een kleinere en dunnere holle structuur. Biotechnologen hebben ook een iets andere benadering: de collageenmatrix vullen met stamcellen in plaats van een "decellulair" vat. Dat wil zeggen, ze werken precies zoals Macchiarini, alleen aan de basis bevindt zich niet de luchtpijp, maar een bloedvat - een kleinere en dunnere holle structuur. Biotechnologen hebben ook een iets andere benadering: de collageenmatrix vullen met stamcellen in plaats van een "decellulair" vat.
De tests zijn in volle gang. “We waren van plan om de biocompatibiliteit van de resulterende steigers te testen. Het was ook nodig om uit te zoeken of er een immuunafstotingsreactie ontstaat, of er bloedstolsels worden gevormd, zegt professor Sandomirsky. "Het bleek dat zelfs bioreactoren voor vaatprothesen niet nodig zijn: het organisme van proefdieren bouwt zelf de nodige cellagen op." Gedurende het jaar hebben wetenschappers dergelijke protheses getransplanteerd, eerst een dozijn muizen en vervolgens 15 wilde konijnen. Niet zonder verliezen, geven biologen toe: sommige dieren stierven. "U moet begrijpen dat onze experimenten plaatsvinden onder de zwaarste omstandigheden", vervolgt Boris Sandomirsky. "We gebruiken geen anticoagulantia of immunosuppressiva."
Dit betekent dat als de bloedvaten wortel hebben geschoten, dit voor altijd is: er worden geen bloedstolsels gevormd, de transplantaties worden niet afgestoten door het immuunsysteem. Een goed resultaat is duidelijk: een van de konijnen werd drachtig en beviel een maand na de operatie. Er werden geen pathologieën waargenomen tijdens de zwangerschap en de bevalling, de konijnen werden gezond geboren. En dit is na de vervanging van de abdominale aorta! Wat hebben we konijnen en muizen nodig, zal de lezer een vraag stellen? Wanneer wordt al dit onderzoek gemakkelijker voor een persoon? Boris Sandomirsky zegt dat heel snel: “We hebben een overeenkomst met onze collega's uit Israël. Ze zijn klaar om certificering en klinische proeven uit te voeren. Dit proces duurt anderhalf tot twee jaar."
RECEPT VOOR HET VOORBEREIDEN VAN FRAMES
Onder aseptische omstandigheden gedurende 30 minuten. verwijder na het slachten de vaten van het varken. Spoel driemaal met zoutoplossing afgekoeld tot 4 ° C met toegevoegde antibiotica (100 IE / ml penicilline, 100 mg / ml streptomycine, 6 mg / ml fluconazol). Plaats slagaders in steriele cryobestendige containers en plaats ze in vloeibare stikstofdamp. In deze toestand kunnen de vaten voor onbepaalde tijd worden opgeslagen. Indien nodig uit de cryocontainer halen en opwarmen in een waterbad van 37 ° C. Binnen 90 minuten. bestralen na het opwarmen. De scaffolds kunnen in een dierlijk (menselijk) organisme worden getransplanteerd zonder eerst in een bioreactor te worden geplaatst: als er een scaffold was, zouden de cellen vanzelf groeien.
De hoogleraar twijfelt er bijna niet aan dat varkensvaten geschikt zijn voor mensen. Tenslotte worden varkenshartkleppen getransplanteerd naar mensen (ook in Moskou). En na klinische proeven of parallel daaraan, is Boris Sandomirsky van plan een bank van varkensschepen op te richten: "Dit project zal commercieel winstgevend zijn: een vaatprothese kost ongeveer 10 à 30 duizend euro." De behoefte aan schepen wordt geschat op tienduizenden per jaar. Zonder hen sterven of raken mensen gehandicapt. Dus transplantologen hebben iemand om voor te werken.