編譯/韋士塔
心臟缺陷是極為複雜的疾病,尤其是新生兒的先天性心臟病,即使進行手術治療,仍有極高風險;近來,美國科羅拉多大學安舒茨醫學院(University of Colorado Anschutz Medical Campus)發表令人振奮的消息,該校的研究團隊使用在實驗室改造的組織,開發一款可生物分解的貼片,比目前使用的貼片更耐用,有望修復嬰兒先天性心臟缺陷,減少侵入性手術次數。
醫學專家指出,心臟的主要功能是輸送血液到全身,因此必須維持正常且規律的跳動。若心肌、二尖瓣或三尖瓣、血管壁等組織受損,會使血液運輸受阻,進而出現心臟衰竭,造成心臟細胞壞死,嚴重時會導致患者死亡。治療心臟衰竭的常見方式是換心手術,但心臟移植手術因器官不易取得而受到限制,不僅如此,要讓新生兒接受心臟移植手術,幾乎是不可能的任務。
安舒茨醫學院生物工程副教授傑柯特(Jeffrey Jacot)表示,目前美國每年約有1萬名新生兒患有複雜的先天性心臟缺陷。
此外,全球每1000名新生兒中,約有9人患有先天性心臟病(CHD),這是新生兒心臟發育不正常,出生時就存在的缺陷。
傑柯特表示,這些新生兒必須在出生後1年內接受手術才能存活,手術方式之一是為新生兒植入全層(full-thickness)心臟貼片;然而,目前使用的貼片並非使用活性材料,且無法生物分解,無法與患者的心臟相容,手術失敗率較高。
傑柯特在發表於《今日材料》(Materials Today)期刊的論文中表示,目前為新生兒進行的心臟貼片植入手術,很大程度上屬於緩和性(palliative)治療,只能把患者存活的時間延長到下一次手術。為了拯救更多患者,研究團隊嘗試開發更耐用的貼片,最終目標是使用患者自身的細胞培養心臟組織,用來重建心臟以消除心臟缺陷。
研究團隊在實驗室製作貼片稱為「組織工程心肌貼片」(tissue engineered myocardial patch),可承受心肌收縮及舒張的力量,並與心臟融為一體;在理想情況下,這種貼片可永久使用。
傑柯特指出:「目前兒科心臟外科醫生使用的貼片材料,與人體的相容性較低,這導致血栓形成及內膜增生的風險極高,無法達到長期治療效果。」為了突破限制,研究團隊開發可生物分解,並可促進心臟組織再生的生物材料。
研究團隊採用「靜電紡絲」(electrospinning)技術,讓電流通過溶液,產生可製造支架的奈米纖維,接著把活細胞注入支架,形成貼片。
傑柯特表示,測試結果顯示,「組織工程心肌貼片」能修復心臟組織;儘管這種貼片在進行人體試驗之前仍需進一系列測試,但研究團隊對新型貼片深具信心,看好這種貼片將有助開發治療先天性心臟病,以及其他心臟疾病的新療法。