과학자들은 이것을 '면화'라고 말합니다.

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새로운 혁신으로 과학자들은 단 몇 분 만에 심장 판막을 만드는 비용 효율적인 기술을 발명했습니다. 놀랍게도, 이 심장 판막은 양에 삽입된 직후에 기능할 준비가 되어 있었습니다.

연구진은 이 기술을 헤어드라이어가 뒷받침되는 솜사탕 기계와 유사한 "집중 회전식 제트 회전"이라고 명명했습니다. 이러한 판막의 수명을 평가하기 위해 보다 광범위한 생체 내 연구가 필요함에도 불구하고 양의 혈류를 한 시간 동안 성공적으로 조절했습니다.

이 선구적인 프로토타입은 최근 Matter 저널에 게재되었습니다.

"우리 방법의 두 가지 큰 장점은 속도와 공간 충실도입니다."라고 첫 번째 저자인 Michael Peters는 설명합니다. "우리는 심장 판막 세포가 내부에서 생활하고 성장하는 데 사용되는 세포외 기질을 모방하는 매우 작은 섬유(나노 규모)를 만들 수 있으며 현재 사용 가능한 기술과 달리 몇 분 만에 전체 판막을 회전시킬 수 있습니다. 몇 주 또는 몇 달 동안 만들 수 있어요."

폐 심장 판막의 구성은 심장의 박동에 따라 변동하는 세 개의 반 겹쳐진 플랩 또는 전단지로 구성됩니다. 이 전단지는 심장 내에서 단방향 혈액 흐름을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 심장이 박동할 때마다 완전히 열려서 혈액의 앞쪽 흐름을 촉진하고, 그런 다음 완전히 닫혀 역류를 방지합니다.

밸브를 만들기 위해 연구원들은 에어 제트를 사용하여 액체 폴리머를 밸브 모양의 프레임으로 유도하여 이음새가 없는 미세한 섬유의 메쉬워크를 만듭니다.

이 판막은 의도적으로 일시적이고 재생 가능합니다. 이는 세포 침투 및 축적을 허용하는 다공성 기초를 제공합니다. 폴리머가 자연적으로 분해됨에 따라 세포가 점진적으로 이를 이어받아 교체합니다.

"세포는 나노미터 규모에서 작동하며 3D 프린팅은 그 수준까지 도달할 수 없습니다. 하지만 집중된 회전 제트 회전은 거기에 나노미터 규모의 공간 단서를 넣을 수 있으므로 세포가 그 비계 위로 기어올라갈 때 마치 합성 비계가 아닌 심장 판막에 있는 것입니다."라고 수석 저자인 Kit Parker는 덧붙입니다. "어떤 속임수가 관련되어 있어요."

그룹은 밸브의 내구성, 유연성 및 반복적인 개폐 기능을 검사했습니다. 그들은 이러한 테스트를 수행하기 위해 심장의 리듬 박동을 모방하는 장치인 펄스 복제기를 사용했습니다.

"정상적인 심장 판막은 일생 동안 수십억 주기 동안 기능하므로 지속적으로 당겨지고 늘어나며 자극됩니다."라고 Peters는 덧붙입니다. "이러한 기계적 자극에도 불구하고 매우 탄력적이고 모양을 유지해야 하며, 혈액이 뒤로 흐르려는 역압을 견딜 수 있을 만큼 강해야 합니다."

또한 그들은 생물학적 시스템과의 호환성을 평가하고 비계 구조로의 세포 침투 효과를 확인하기 위해 판막에서 심장 세포를 배양했습니다.

"판막은 혈액과 직접 접촉하기 때문에 물질이 혈전증이나 혈관 폐쇄를 유발하지 않는지 확인해야 합니다."라고 제1저자인 Sarah Motta는 덧붙입니다.

그들은 계속해서 여러 가지 이유로 우수한 동물 모델이 되는 양에서 이러한 판막의 즉각적인 효과를 조사했습니다. 양과 인간의 심장 내부 역학은 매우 유사하며, 양의 심장은 종의 빠른 칼슘 대사로 인해 심장 판막에 까다로운 환경을 제공합니다. 이로 인해 심장 판막 수혜자의 일반적인 문제인 칼슘 침전물 형성 가능성이 높아질 수 있습니다. .

팀은 두 마리의 양에 이러한 판막을 성공적으로 이식하고 초음파를 사용하여 한 시간 동안 판막의 위치와 성능을 평가했습니다. 이식된 판막은 모두 즉시 작동했습니다. 그러나 얼마 후 양의 판막 하나가 탈구되었는데, 연구자들은 이것이 크기 불일치로 인한 것이라고 의심합니다. 두 번째 양의 판막은 1시간 동안 만족스러운 성능을 보였으며, 사후 조사에서도 파열이나 혈전 형성 등의 합병증은 나타나지 않았다. 또한 세포가 이미 침투하여 판막에 달라붙기 시작했다는 것도 관찰되었습니다.