Il Burden crescente della malattia della Valve Cardiac

La malattia cardiovascolare è una sfida importante e crescente nella medicina cardiovascolare. Più di 2,5 milioni di persone negli Stati Uniti sono diagnosticate con malattie valvolari clinicamente significative ogni anno, con la prevalenza che aumentano in modo ripido nella popolazione oltre 65 anni di età. Le quattro valvole cardiache, il mitrale, il tricuspido, l'aortico, e il polmonare, diventano un coordinamento preciso per garantire il flusso sanguigno unidale.

Limitazioni delle protesi convenzionali della valvola

I fattori di rischio di crescita, che possono essere utilizzati per la produzione di un'acqua, sono spesso in grado di ridurre il rischio di una riduzione del rischio di una riduzione del rischio di una riduzione del rischio di una riduzione del rischio di una riduzione del rischio.

Strategie di bioingegneria per la sostituzione della valvola di vita

La bioingegneria mira a creare costrutti funzionali e viventi che possono essere impiantati nel corpo, dove si integrano con l'host, mantengono o ripristinano la normale funzione valvolare, e idealmente crescono e rimodellano nel tempo.

Valvole a cuore ingegnerizzate (TEHVs)

La struttura di base di TEHVs prevede la combinazione di un ponteggio biodegradabile, spesso composto da polimeri sintetici come l'acido poliglicolico (PGA), il policaprolattone (PCL), o il poli (acido lattico-coglicolico) (PLGA), o i polimeri naturali come collagene, fibrina o acido ialuronico) con cellule viventi che proliferano gradualmente, estrano i

Produzione 3D di biostampa e additivi

La biostampante 3D offre un controllo senza precedenti sull'organizzazione spaziale delle cellule, dei biomateriali e dei biologici, consentendo la fabbricazione di costrutti valvola anatomicamente precisi che possono essere adattati ad un'anatomia e patologia del paziente.

Tecnologie delle cellule staminali e differenziazione diretta

Le cellule staminali sono un fattore di sviluppo di tipo endotelitico, che consente di ottenere un'elevata capacità di sviluppo di sistemi di controllo e di controllo di tipo acuto, che possono essere utilizzati in modo diverso da quello delle cellule di tipo acustico.

Decellularized Scaffolds e Recellularizzazione

La decosa cellulare consiste nell’eliminazione di tutti i materiali cellulari e nucleari da una valvola cardiaca donatrice (umano o xenogeneo) e nel mantenimento dell’architettura originaria dell’ECM, della composizione e delle proprietà biomeccaniche sottostanti.

Tecnologie emergenti e innovazione per l'abilitazione

Materiali intelligenti e polimeri a risposta dinamica

I microrganismi che rispondono agli stimoli fisiologici, modificando la loro struttura, la loro meccanica o la loro bioattività. I polimeri a forma di memoria (SMP), per esempio, possono essere fabbricati in una forma di consegna compatta che viene utilizzata per via del catetere, e quindi si espande nella corretta geometria della valvola dopo l'esposizione alla temperatura corporea, al pH o all'idratazione.

Modellazione computazionale e progettazione paziente-speciale

L’analisi degli elementi finiti (FEA) e le dinamiche dei fluidi computazionali (CFD) sono utilizzate per simulare l’apertura delle valvole e la chiusura dei tessuti, le distribuzioni dello stress del volantino, i modelli di stress emodinamico, come il gradiente transvalviario e l’area di orifizio efficace.

Sfide traduttive e la strada per la clinica

Reiezione immunitaria e ambiente infiammativo

Anche quando un ponteggio è costruito dalle cellule del paziente, i prodotti di degradazione del ponteggio (specialmente polimeri sintetici) possono innescare una reazione del corpo straniero caratterizzata da infiltrazioni macrofagiche, formazione di cellule giganti, e fibrosi che possono irrigidire il foglio di valvola e la funzione di compromesso.

Durata e fatica nell'ambiente ad alta pressione

La valvola aortica umana chiude circa 40 milioni di volte all'anno sotto una pressione distolica di 80 mm Hg. Qualsiasi valvola ingegnerizzata deve quindi sopportare più di un miliardo di cicli di carico di compressione e di trazione su una durata di 25 anni prevista in un adulto più vecchio. Questo requisito supera la durata attuale di qualsiasi costrutto di tessuto ingegnerizzato, che solitamente degrada o fallisce meccanicamente in pochi anni di studi di fatica animale.

Arredi regolatori, manifatturieri e scalabilità

Le valvole cardiache bioingegneria rappresentano una classe di prodotti, costrutti di tessuto, per i quali il quadro normativo (FDA, EMA) è ancora in evoluzione. Questi dispositivi non si adattano perfettamente alle classiche vie "dispositivi" o "biologiche", spesso richiedono una combinazione di CMC (Chemistry, Manufacturing, and Controls) rigoroso oltre alla prova di sicurezza clinica e di efficienza delle cellule alimentate per eventi avversi di fase.

Direzioni future e Outlook clinico

La bioingegneria è un'inconfondibile funzione di recupero, ma la ricerca di una struttura di base per la sostituzione delle valvole cardiache è inconfondibile.

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