Beskyttelsesmembran til pacemakere forhindrer opbygning af fibrotisk væv

En beskyttende membran til pacemakere udviklet ved ETH Zürich har vist sig vellykket i dyreforsøg med at reducere den uønskede opbygning af fibrotisk væv omkring implantatet. Det næste trin er at teste den beskyttende membran hos patienter.

ETH-forskere har udviklet en særlig beskyttelsesmembran fremstillet af cellulose, der væsentligt reducerer opbygningen af ​​fibrotisk væv omkring hjertepacemakerimplantater, som rapporteret i det aktuelle nummer af tidsskriftet Biomaterialer . Deres udvikling kunne i høj grad forenkle kirurgiske procedurer for patienter med pacemakere.

"Hver pacemaker skal udskiftes på et tidspunkt. Når denne tid kommer, typisk efter ca. fem år, når enhedens batteri udløber, patienten skal opereres, " forklarer Aldo Ferrari, Seniorforsker i ETH Professor Dimos Poulikakos' gruppe og ved Empa. "Hvis der er dannet for meget fibrotisk væv omkring pacemakeren, det komplicerer proceduren, " forklarer han. I sådanne tilfælde, kirurgen skal skære i og fjerne dette overskydende væv. Det forlænger ikke kun operationen, det øger også risikoen for komplikationer såsom infektion.

Mikrostruktur reducerer fibrotisk vævsdannelse

For at overvinde dette problem, Ferrari og hans kolleger ved ETH Zürich brugte de sidste par år på at udvikle en membran med en speciel overfladestruktur, der er mindre befordrende for væksten af ​​fibrotisk væv end den glatte metaloverflade på pacemakere. Denne membran er nu blevet patenteret, og Ferrari arbejder sammen med andre forskere på Wyss Zürich forskningscenter, universitetet i Zürich og det tyske center for kardiovaskulær forskning i Berlin for at gøre det markedsklar til brug hos patienter.

Som en del af denne proces, forskningskonsortiet har nu testet membranen på grise. I hver gris, forskerne implanterede to pacemakere, hvoraf den ene var indhyllet i cellulosemembranen.

Efter den etårige testperiode, forskerne kan rapportere positive resultater:grisenes kroppe tåler membranen og afviser den ikke. "Dette er et vigtigt fund, fordi tolerance er et kernekrav for implantatmaterialer, "Siger Ferrari. Lige så vigtigt er det, membranen gjorde, hvad den skulle:det fibrotiske væv, der dannedes omkring den, var, gennemsnitlig, kun en tredjedel så tykt som det væv, der dannede sig omkring de uindkapslede pacemakere.

Næste trin:Kliniske forsøg

Forskerne tilskriver denne reduktion i fibrotisk vævsdannelse i den første fase til selve materialet - cellulose er fibrøst af natur. "Når fibrotisk væv dannes, det første trin er aflejringen af ​​proteiner på overfladen. En fibrøs membranoverflade hæmmer denne proces, " forklarer Francesco Robotti, hovedforfatter af undersøgelsen og en videnskabsmand i ETH Professor Poulikakos gruppe. En anden faktor er, at forskerne har skabt membranen med honeycomb-lignende fordybninger i overfladen, hver måler 10 mikrometer i diameter. "Disse fordybninger gør det vanskeligt for de celler, der danner fibrotisk væv, at klæbe til overfladen - det andet trin i dannelsesprocesserne, " siger Robotti.

Nu hvor materialet har vist sig at være vellykket i dyreforsøg, forskerne planlægger at ansøge om godkendelse til kliniske forsøg med mennesker i samarbejde med ETH-spin-off Hylomorph, som skal stå for kommercialisering af membranen. Forsøgene forventes at starte næste år på tre store hjertecentre i Tyskland.