Creato dispositivo capace di replicare le condizioni nei vasi sanguigni per testare la trombogenicità di una nuova classe di innesti vascolari
Gli innesti vascolari sono essenziali per la gestione delle malattie cardiovascolari. Tuttavia, il potenziale salvavita di questi dispositivi è minato dalla trombosi derivante dalle interazioni tra materiale e flusso sulla superficie a contatto con il sangue. Per combattere questo problema, i rivestimenti antitrombogenici sono emersi come una strategia promettente per modulare l'interazione tra sangue e trapianto in vivo. Sebbene sia un importante determinante delle prestazioni dell'innesto, l'emodinamica è spesso trascurata per i test in vitro dei rivestimenti e la loro traslabilità rimane poco conosciuta.
Il dottor Tohid Didar (1), professore associato di ingegneria alla McMaster University e il dottor Jeff Weitz (2), ematologo, professore di medicina e direttore esecutivo del Thrombosis & Atherosclerosis Research Institute, avevano collaborato alla creazione di un materiale nuovo e molto promettente per migliorare il successo degli innesti vascolari, ma necessitavano di un modo migliore per testare quanto bene funzionasse.
La loro idea rivoluzionaria era una superficie antiaderente ingegnerizzata combinata con componenti biologici in grado di respingere tutte le cellule tranne un gruppo mirato, quelle che formano il rivestimento naturale delle vene e delle arterie del corpo.
Il materiale antiaderente impedisce alle proteine e alle cellule di attaccarsi alle pareti interne dei vasi sanguigni, dove possono formare pericolosi coaguli di sangue.
Tale innovazione potrebbe rivoluzionare gli innesti di vasi sanguigni, necessari nei trapianti, bypass e altri interventi chirurgici, come un modo per instradare il sangue intorno alle aree bloccate o per sostituire gli stessi vasi sanguigni danneggiati o che perdono.
Didar, Weitz e i loro collaboratori avevano già mostrato che il loro nuovo materiale funzionava con campioni di sangue statici, ma prima di poter testare la tecnologia su animali o esseri umani, dovevano essere il più certi possibile che potesse funzionare in condizioni di flusso simili a quelle che si verificano in arterie o vene.
Per fare ciò, il loro team ha ora creato un dispositivo per testare la loro innovazione antiaderente e le tecnologie future. Il minuscolo strumento, che i ricercatori chiamano innesto su un chip, replica fedelmente brevi sezioni di vasi sanguigni umani, consentendo ai ricercatori di creare condizioni di flusso variabili che sono molto vicine a quelle che si trovano nel corpo, consentendo al contempo di osservare cosa sta succedendo e come si verifica.
Il dispositivo è dotato di quattro canali, per consentire il confronto simultaneo di quattro diversi innesti.
«L'esigenza insoddisfatta nel mio campo è realizzare innesti migliori e il modo migliore per farlo è disporre di materiali all'avanguardia in grado di resistere alla coagulazione», afferma il professor Weitz. «Questo ci consentirà di avere un'idea di come queste superfici si comportano effettivamente in condizioni reali».
Il nuovo dispositivo, descritto in un documento di ricerca pubblicato oggi sulla rivista Advanced Functional Materials (3), consentirà ai ricercatori di osservare esattamente cosa sta succedendo all'interno di un innesto trattato, fino al livello delle singole cellule, e contemporaneamente confrontare le prestazioni delle versioni di innesti modificati e non modificati.
I coautori di Weitz e Didar sulla carta sono la dottoressa Veronica Bot (4) e il dottor Amid Shakeri. Veronica A. Bot ha preso l'iniziativa dello studio, che faceva parte della sua ricerca per il suo Master in scienze.
«L'uso di questo dispositivo ci fornirà nuove prospettive su un processo che non siamo mai stati in grado di vedere prima: come si formano i coaguli nell'ambiente naturale negli innesti vascolari e, idealmente, come non si formano nell'ambiente trattato», afferma il dottor Didar.
Le conoscenze che i ricercatori intendono sviluppare con il nuovo dispositivo possono portarli molto più vicini alla commercializzazione della loro tecnologia di innesto che, se si rivela efficace nel corpo come lo è in laboratorio, è molto promettente per le persone di tutto il mondo.
Riferimenti:
(1) Tohid Didar
(2) Jeff Weitz
(4) Veronica Bot
Descrizione foto: Il minuscolo strumento replica fedelmente brevi sezioni dei vasi sanguigni umani, consentendo ai ricercatori di creare condizioni di flusso variabili molto vicine a quelle che si trovano nel corpo. - Credit: McMaster University.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Researchers create device to replicate conditions in blood vessels after grafts