Il cerotto innovativo può ridurre i danni muscolari dopo un attacco di cuore
Un recente studio sui ratti mostra che un cerotto innovativo ha impedito lo stiramento del muscolo cardiaco comune dopo un infarto.
Un attacco di cuore si verifica quando il flusso sanguigno che fornisce ossigeno al muscolo cardiaco viene significativamente ridotto o bloccato.
Il muscolo cardiaco viene ferito durante il processo e l'entità del danno dipende solitamente dalle dimensioni dell'area fornita dall'arteria bloccata.
Possono essere necessarie circa 8 settimane prima che il muscolo cardiaco guarisca. Nonostante i danni, il resto del cuore deve continuare a pompare sangue.
Il tessuto cicatriziale può formarsi nell'area lesa e avere un impatto sulla quantità di sangue che il cuore è in grado di pompare.
La maggior parte delle persone che sopravvivono a un attacco di cuore hanno un certo grado di malattia coronarica. Ciò si verifica quando le arterie si induriscono e si restringono. Di solito, i sopravvissuti devono apportare cambiamenti cruciali allo stile di vita e potrebbero dover assumere farmaci per prevenire un futuro attacco di cuore.
Secondo i Centers for Disease Control and Prevention (CDC), più di 700.000 persone negli Stati Uniti hanno un attacco di cuore ogni anno. Di questi, più di 500.000 subiscono il primo attacco di cuore e circa 200.000 ne hanno già avuto uno.
I segni di un attacco di cuore includono dolore al petto e mancanza di respiro. La metà degli individui statunitensi ha almeno uno dei seguenti fattori di rischio: ipertensione, colesterolo alto o fumo.
Anche il diabete, l'obesità, l'inattività fisica e l'uso eccessivo di alcol aumentano il rischio di infarto.
Testare un nuovo tipo di cerotto cardiaco adesivo
Scienziati della Brown University di Providence, RI, Fudan University di Shanghai, Cina, e Soochow University di Suzhou, Cina hanno collaborato per creare e testare un nuovo tipo di cerotto adesivo per il cuore sui ratti.
Lo studio è stato uno sforzo interdisciplinare tra ricercatori di modellazione e meccanica al computer, scienziati dei materiali e cardiologia. Gli scienziati hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Ingegneria biomedica della natura.
Gli scienziati hanno creato questo cerotto adesivo utilizzando un materiale idrogel a base d'acqua e lo hanno sviluppato utilizzando simulazioni al computer. Il cerotto può essere posizionato direttamente sul cuore ei risultati dello studio mostrano che può aiutare a limitare il danno muscolare che spesso si verifica dopo un infarto.
"L'idea qui", spiega il coautore dello studio Prof. Huajian Gao, della Brown University, "è di fornire supporto meccanico per il tessuto danneggiato, che si spera gli dia la possibilità di guarire".
Il Prof. Gao prosegue dicendo che studi precedenti avevano dimostrato che i cerotti meccanici potevano essere efficaci, ma nessuna ricerca aveva tentato di identificare le "proprietà meccaniche ottimali". Ottenere quelle proprietà corrette è fondamentale per garantire che la patch possa funzionare correttamente.
"Se il materiale è troppo duro o rigido", aggiunge, "allora potresti limitare il movimento del cuore in modo che non possa espandersi fino al volume di cui ha bisogno. Tuttavia, se il materiale è troppo morbido, non fornirà un supporto sufficiente. Quindi, avevamo bisogno di alcuni principi meccanici che ci guidassero. "
La creazione delle giuste proprietà meccaniche è fondamentale
I ricercatori hanno sviluppato un modello al computer incentrato su due componenti chiave, una delle quali era l'espansione e la contrazione del cuore e l'impatto che il cerotto aveva su queste funzioni.
L'altro era modellare le lesioni che si verificano dopo un infarto. In questo modo, il team potrebbe valutare quanto supporto meccanico sarebbe necessario per limitare i danni.
Seguendo i risultati del modello computerizzato, i ricercatori - guidati dal Prof. Lei Yang, dell'Università di Soochow - hanno creato un materiale idrogel utilizzando amido di origine alimentare. Questo materiale è poco costoso, facile da realizzare e viscoelastico, il che significa che "combina proprietà fluide e solide".
Lo studio sui ratti ha dimostrato che questo nuovo tipo di cerotto adesivo era efficace nel ridurre il danno muscolare dopo un infarto.
"[Ha] mantenuto una migliore gittata cardiaca e quindi ridotto notevolmente il sovraccarico di quei cardiomiociti rimanenti e il rimodellamento cardiaco avverso", afferma il coautore dello studio Ning Sun, ricercatore di cardiologia presso l'Università di Fudan.
La loro ricerca ha scoperto che il cerotto può ridurre la morte cellulare, l'accumulo di tessuto cicatriziale e lo stress ossidativo. I ricercatori ritengono che siano necessari ulteriori test, ma i risultati sono promettenti.
"Resta da vedere se funzionerà sugli esseri umani, ma è molto promettente".
Prof. Huajian Gao
