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Punti chiave
- Utilizzando modelli matematici, i ricercatori hanno semplificato la forma delle valvole cardiache meccaniche.
- La nuova forma potrebbe potenzialmente ridurre la necessità di anticoagulanti e potrebbe essere ridimensionata per i pazienti pediatrici.
- Il nuovo design sta appena iniziando le sperimentazioni sugli animali, quindi questo potenziale trattamento non sarà disponibile nel prossimo futuro.
Non esistono due cuori umani uguali, il che rappresenta una sfida per i medici che cercano di curare i malati di cuore, specialmente quelli che richiedono valvole sostitutive. Un nuovo studio dell'Heart Valve Performance Lab (HVPL) dell'Università della Columbia Britannica Okanagan, tuttavia, ha fatto una svolta che potrebbe rivoluzionare la sostituzione della valvola cardiaca.
Lo studio, condotto da Hadi Mohammadi, PDF, PhD, ha scoperto che creando una curvatura specifica ai due lembi all'interno della nuova valvola bi-lembo, soprannominata la valvola Apex, potrebbero eliminare o ridurre notevolmente i problemi di coagulazione, che sono inerenti ai pazienti con valvole cardiache meccaniche. Lo studio di gennaio è stato pubblicato nelGiornale di ingegneria e tecnologia medica.
Le valvole cardiache sostitutive sono in uso dagli anni '60, ma hanno sempre avuto dei limiti a causa del potenziale di coaguli di sangue. Sebbene le valvole tissutali eliminino i problemi di coagulazione, hanno una durata di vita limitata e devono essere sostituite in 10-15 anni. Le valvole meccaniche durano una vita ma in genere vengono fornite con una prescrizione per fluidificanti del sangue.
Trombogenicità
Nel caso delle valvole cardiache meccaniche, possono verificarsi coaguli di sangue quando non c'è nemmeno flusso attraverso la valvola, aree che catturano il sangue e lo mantengono fermo, come intorno ai cardini o ai lembi. Questi coaguli possono quindi viaggiare attraverso il sistema cardiaco fino al cervello, provocando un ictus, o ai reni o ad altri organi.
Mohammadi e il suo team hanno affrontato il progetto della valvola a due lembi da una direzione diversa, dice a Verywell.
"Fino a questo punto, tutti i progressi nelle valvole meccaniche sono stati incrementali", afferma Mohammadi. "Questa volta, abbiamo semplicemente ottimizzato la forma che pensavamo sarebbe stata la migliore per il flusso sanguigno dinamico attraverso una soluzione matematica vigorosa. Siamo arrivati a un punto in laboratorio che concettualmente, anche se sembra una valvola meccanica, abbiamo ottimizzato il tutta la performance attraverso la modellazione matematica per suggerire la forma migliore. "
La valvola Apex risultante presenta volantini specificamente curvi per ridurre le cadute di pressione attraverso la valvola e liscia il passaggio del sangue oltre i cardini, il che dovrebbe, in teoria, aiutare ad eliminare i problemi di coagulazione.
Che cosa significa per te
Le valvole cardiache meccaniche eliminano la necessità di un intervento chirurgico sostitutivo ma comportano il rischio di coaguli di sangue. La valvola Apex può essere in grado di eliminare la necessità di fluidificanti del sangue nei riceventi con valvola meccanica, il che potrebbe comportare una qualità della vita molto migliore. Tuttavia, con le sperimentazioni sugli animali appena iniziate, potrebbero passare anni prima che questa diventi una nuova opzione di trattamento.
Eliminando la necessità di fluidificanti del sangue
Oltre a creare una valvola di lunga durata che ha la stessa funzionalità di una valvola tissutale, la valvola Apex potrebbe eliminare la necessità di fluidificanti del sangue, che attualmente sono lo standard per chiunque abbia una valvola cardiaca meccanica.
Arnar Geirsson, MD, capo della cardiochirurgia presso la Yale School of Medicine nel Connecticut, dice a Verywell che questo sviluppo da solo sarebbe rivoluzionario.
"Sembra molto innovativo, il modo in cui i volantini delle valvole sono progettati e totalmente diverso dal modo in cui sono stati progettati prima", dice. "C'è una resistenza minima attraverso la valvola stessa, il che sarebbe molto vantaggioso, specialmente in valvole di dimensioni più piccole ... La vera necessità è l'anticoagulazione. Se questo si traduce in una minore necessità di anticoagulanti come Coumadin, ciò rivoluzionerebbe il campo della chirurgia valvolare con valvole meccaniche. "
Coumadin, il nome commerciale del farmaco Warfarin, è prescritto a quasi tutti i riceventi di valvole cardiache meccaniche, ma non è privo di effetti collaterali o rischi. Come anticoagulante, gli utenti rischiano gravi emorragie durante l'utilizzo. Durante l'assunzione del farmaco devono essere fatte anche speciali considerazioni dietetiche.
"Ovviamente, c'è il rischio di fluidificare troppo il sangue", dice Geirsson. "Quindi c'è una linea sottile. Coumadin è l'unico anticoagulante approvato per l'uso con valvole meccaniche e c'è un buon controllo di esso. Ma ci sono alcune popolazioni che hanno difficoltà a prendere questi farmaci."
Uso in pazienti pediatrici
Sebbene Mohammadi e il suo team abbiano progettato la valvola Apex basata sulla valvola aortica, afferma che sarebbe personalizzabile per adattarsi a qualsiasi valvola nel cuore. Potrebbe anche essere ridimensionato per l'uso con pazienti pediatrici.
"Anche se abbiamo progettato questa valvola per la posizione aortica, sarebbe personalizzabile anche per la posizione mitrale", dice Mohammadi. "Il fattore chiave sarebbe la dimensione. Al momento, non abbiamo una valvola meccanica abbastanza piccola da essere utilizzata nei neonati. Penso che questo sia un ottimo candidato per essere ridimensionato super piccolo, le dimensioni di un cece . "
Sono necessarie ulteriori ricerche
Finora lo studio ha superato solo prove teoriche. Ora, dice Mohammadi, si passerà alle sperimentazioni sugli animali. Si aspetta che passeranno diversi anni prima che l'Apex sarà disponibile per gli umani.
Oltre a passare attraverso esperimenti su animali e umani, Mohammadi dice di essere interessato a trovare un modo per utilizzare la chirurgia transcatetere, una procedura cardiaca minimamente invasiva, per inserire le valvole.
"In questo momento, questa valvola è progettata per la chirurgia a cuore aperto", dice Mohammadi. "Nella continuazione di questo progetto, stiamo lavorando a progetti per convertirlo in modo che possa essere fornito dalla tecnologia transcatetere. Crediamo che alla fine tutte le tecnologie mediche debbano essere consegnate utilizzando cateteri".
Geirsson afferma che il posizionamento meccanico delle valvole cardiache è effettivamente diminuito di popolarità negli ultimi anni a causa della capacità di posizionare le valvole dei tessuti utilizzando la tecnologia transcatetere. Se gli scienziati riescono a combinare la longevità della valvola meccanica e il minor rischio di chirurgia transcatetere, il mondo della cardiochirurgia potrebbe essere rivoluzionato.
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