哈佛大学的研究团队在期刊《Matter》发表一篇关于人工心脏瓣膜的新制备技术的论文《On-demand heart valve manufacturing using focused rotary jet spinning》。根据论文描述哈佛大学的研究团队的瓣膜新制备技术不仅实现瓣膜再生,而且瓣膜生产制造时间压缩到不到十分钟。
人工瓣膜经过几十年发展,已经从传统机械瓣过渡到生物瓣,并且还在不断发展。如今无论是机械瓣还是生物瓣都无法完全满足临床需求,因此人工瓣膜又开始转向高分子瓣膜。大家认为高分子瓣膜可以兼顾机械瓣和生物瓣两种类型瓣膜的优点,例如更好耐疲劳性、无需抗凝等。而且高分子瓣膜还能大幅度降低瓣膜生产难度和周期,让人工瓣膜变得价廉物美。
对于有新技术追求的创新者们来说如今高分子瓣膜尽管在临床已经展现出效果,但是已经无法达到完美。已临床高分子瓣膜会作为一个异物终身留在患者体内,异物意味着随时可能引发不良事件,一旦发生不良事件就很难进行干预,而且如今瓣膜疾病患者越来越年轻化,植入事件越长人工瓣膜发生故障概率就会大幅提高。同时创新者们认为如今高分子瓣膜生产还是太复杂周期太长,尽管相比于生物瓣已经非常简单和高效。
为此哈佛大学的研究团队开发新型的高分子瓣膜---FibraValve。FibraValve不仅使生产工艺变得更简单高效,而且人工瓣膜可以完全降解再生。甚至可以随着儿童患者一起成长。
FibraValves
FibraValves是一款由可吸收材料---PLCL制造的可吸收可再生的高分子瓣膜。PLCL一种非常常见的医用可吸收高分子材料,已经在很多医疗产品中被应用。
为了让PLCL能够制成高分子瓣膜,哈佛大学研究团队开发出一种新型的3D打印技术--- focused rotary jet spinning (FRJS) 。FRJS制备技术有点类似全自动棉花糖售卖机,通过空气射流将PLCL丝引导到心脏瓣膜上支架上,形成一个具有网状纳米纤维网络的可吸收人工瓣膜。FRJS制备的FibraValve复制了人类瓣膜的物理特性,并且具有足够的多孔性,可以让细胞渗透并用活组织替换支架。FibraValve最终生物可吸收PLCL材料将逐渐被细胞取代,最终形成再生的心脏瓣膜。
根据哈佛大学研究团队介绍FRJS制备一个人工瓣膜只需要几分钟,效率非常。如此高效的技术一旦临床证实安全有效,将有望使瓣膜价格大幅下降,将真正帮助那些需要瓣膜置换的患者。
为了在更真实的环境中测试FibraValve,研究团队通过微创手术将FibraValve植入活羊的心脏中。术后FibraValve起到瓣膜功能,FibraValve瓣叶会随着每次心跳而打开和关闭,让血液流过。术后一小时后,就观察到红细胞和白细胞渗入瓣膜的多孔支架内,并且纤维蛋白的蛋白质沉积在瓣膜的外部。植入后FibraValve没有出现任何瓣叶撕裂或血栓形成。
哈佛大学
哈佛大学建立于1636年,是一所享誉世界的私立研究型大学,是著名的常春藤盟校成员。