As doenças cardiovasculares são a principal causa de morte no mundo. Os enxertos de vasos sanguíneos contornam uma artéria falha e reoxigenam o coração. No entanto, as próteses atuais não possuem o grau de compatibilidade necessário para torná-las uma solução de longo prazo. Recentemente, pesquisadores desenvolveram um material que imita a estrutura complexa dos vasos sanguíneos naturais, com grandes implicações para o futuro da cirurgia.

Quando o coração bate, ele bombeia o sangue através do sistema circulatório. Esta rede de vasos sanguíneos transporta sangue para todas as partes do corpo. É formado por artérias , veias e capilares, e mede mais de 100.000 km no total, o suficiente para dar mais de duas voltas ao redor da Terra!

O sangue é, obviamente, essencial para manter os órgãos vivos, fornecendo-lhes oxigênio e nutrientes e transportando dióxido de carbono e produtos residuais para fora dos tecidos. Mas quando um dos principais vasos da rede fica obstruído ou falha, o suprimento sanguíneo fica comprometido, assim como a integridade do órgão associado. No caso do coração, a consequência da obstrução de uma artéria coronária é o infarto (ou infarto do miocárdio ).

Isso resulta na destruição de uma parte mais ou menos importante do coração. Na França, cerca de 80.000 pessoas sofrem um infarto do miocárdio a cada ano, incluindo 12.000 que morrem como resultado. Fazem-se transplantes de coração, mas também de vasos sanguíneos, para, neste último caso, evitar ao máximo o desfecho de um ataque cardíaco.

Realizado principalmente por auto-enxerto – retirando vasos sanguíneos da perna do paciente em particular, os cirurgiões, no entanto, muitas vezes usam próteses de artéria que não atendem a todos os critérios para serem permanentemente integradas ao corpo. Esses transplantes também são usados ​​no contexto do diabetes , a fim de substituir os vasos danificados.

Recentemente, um consórcio internacional de pesquisadores liderado pela Universidade de Sydney desenvolveu uma tecnologia que permite a fabricação de materiais que imitam a estrutura dos vasos sanguíneos vivos. As próteses assim sintetizadas permitem uma rápida regeneração do tecido sanguíneo no corpo de forma sustentável. O estudo foi publicado na revista Advanced Materials .

Uma questão de elastina

O autor principal e bioengenheiro Dr. Ziyu Wang, do Centro Charles Perkins da Universidade de Sydney, foi pioneiro na tecnologia, desenvolvida como parte de sua dissertação de doutorado. Baseou-se em trabalhos anteriores da Dra. Suzanne Mithieux, também do Centro Charles Perkins.

As paredes naturais dos vasos sanguíneos incluem uma série de anéis concêntricos de elastina – uma proteína que dá elasticidade aos vasos e a capacidade de esticar – (como bonecas aninhadas), alternando com camadas de células musculares lisas. Isso torna os anéis elásticos, permitindo que os vasos sanguíneos sejam fortes e flexíveis para expandir e contrair com o fluxo sanguíneo.

Concretamente, os pesquisadores utilizaram apenas dois biomateriais, sem nenhum problema de rejeição pelo organismo, para fabricar seus vasos sintéticos. A primeira é a tropoelastina, que é o “bloco de construção” natural da elastina. Está envolto no segundo, uma bainha elástica, fornecendo um modelo para o crescimento, então “ que gradualmente se dissipa e promove a formação de mímicas naturais altamente organizadas de vasos sanguíneos funcionais ”, como explica o Dr. Wang em um comunicado .

Testes pré-clínicos revelaram que depois que a estrutura foi transplantada para a aorta abdominal do rato – a principal artéria que transporta sangue do coração para os vasos sanguíneos – o corpo aceitou o material, juntamente com novas células e tecidos. em um “vaso sanguíneo vivo”.

Especificamente, dentro de 8 semanas, perfis celulares naturais distintos e estruturas circundantes colonizaram a estrutura. Após 8 meses, as fibras maduras se instalaram e a artéria tinha espessura e desempenho comparáveis ​​a uma aorta natural e saudável.

É a primeira vez que os cientistas veem os vasos crescerem com um grau tão alto de semelhança com a estrutura complexa dos vasos sanguíneos naturais. O professor Weiss diz: ” A natureza converte esse tubo fabricado ao longo do tempo em um que se parece, se comporta e funciona como um vaso sanguíneo real “.

Ao contrário dos atuais processos de fabricação de materiais sintéticos usados ​​em cirurgia, que podem ser longos, complexos e caros, esse novo processo de fabricação é rápido e bem definido. Sem contar que o vaso fabricado também pode ser armazenado com segurança em um saco plástico estéril até o transplante.

Futuro da cirurgia pediátrica

O co-autor Dr. Christopher Breuer, do Centro de Medicina Regenerativa do Nationwide Children’s Hospital e do Wexner Medical Center, em Columbus, EUA, disse estar entusiasmado com o potencial da pesquisa para crianças.

Ele ressalta: “Atualmente, quando as crianças sofrem de um vaso anormal, os cirurgiões não têm escolha a não ser usar vasos sintéticos que funcionam bem por um curto período de tempo, mas inevitavelmente as crianças precisam de cirurgias adicionais à medida que crescem ”.

De fato, as próteses atuais são apenas muito difíceis de integrar no funcionamento do corpo, são muito rígidas e, acima de tudo, não evoluem. No caso desta nova tecnologia, a integração do vaso sanguíneo artificial no sistema natural significa que ele pode crescer e se adaptar com o corpo. Portanto, para as crianças, isso significa evitar muitas operações para substituir vasos que se tornaram disfuncionais e inadequados em seus corpos.

Apesar de muitas perguntas que os cientistas ainda precisam responder antes do uso clínico, os autores estão otimistas sobre o potencial de seus vasos sanguíneos artificiais para o futuro da cirurgia.

Fonte: Advanced Materials / Trust my Science

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