Κατασκευή και χαρακτηρισμός βιοαποδομούμενων ιστοτεχνολογικών ικριωμάτων για την πρόληψη της αναδιαμόρφωσης της αριστερής κοιλίας μετά το οξύ έμφραγμα του μυοκαρδίου
Authors: Μπάρκα Ελεονώρα 
Published: September 2021

Το έμφραγμα του μυοκαρδίου αποτελεί ένα από τα σοβαρότερα προβλήματα υγείας καθώς αποτελεί τη συχνότερη αιτία νοσηρότητας και θνητότητας παγκοσμίως. Στη διατριβή αυτή παρουσιάζεται η ανάπτυξη ενός βιοδιασπώμενου ικριώματος της ιστοτεχνολογίας για τη χρήση του στη θεραπεία του εμφράγματος του μυοκαρδίου. Το ικρίωμα είχε ως βάση το υδροπήκτωμα του αλγινικού οξέος. Η ανάπτυξη των αλγινικών υδροπηκτωμάτων έγινε με ιοντική μέθοδο ζελατινοποίησης. Με μετρήσεις δυναμικού ιξώδους, ως δείκτη της έκτασης της ζελατινοποίησης και της συνεκτικότητας του υδροπηκτώματος, και καταγραφή των φασμάτων μέσου υπερύθρου μελετήθηκε η επίδραση που είχε στο σχηματισμό του υδροπηκτώματος ο τρόπος παροχής των δισθενών ιόντων μέσω των μηχανισμών διάλυσης/διάχυσης και εσωτερικής ζελατινοποίησης (σε ήπια όξινο περιβάλλον). Με σκοπό τη βελτιστοποίηση των πειραματικών συνθηκών της σύνθεσης υδροπηκτώματος κατάλληλου για τη συγκεκριμένη εφαρμογή στο εμφαγματικό μυοκάρδιο, έγινε προσδιορισμός της συγκέντρωσης των ιόντων Ca2+ η οποία θα είχε ως αποτέλεσμα τη μεγιστοποίηση της έκτασης της ζελατινοποίησης, δηλαδή την επίτευξη της μέγιστης δικτύωσης του αλγινικού υδροπηκτώματος. Θεωρητικοί κβαντομηχανικοί υπολογισμοί DFT, με τους οποίους υπολογίστηκε θεωρητικά η δομή του αλγινικού υδροπηκτώματος, τεκμηριώνουν τα πειραματικά ευρήματα, δηλαδή, προβλέπουν ότι, πράγματι, σε μια τιμή της συγκέντρωσης των ιόντων Ca2+ επιτυγχάνεται η μέγιστη δικτύωση του αλγινικού υδροπηκτώματος, ενώ περεταίρω αύξηση της συγκέντρωσής τους οδηγεί σε χαλάρωση της συνεκτικής δομής του. Έτσι, το αλγινικό υδροπήκτωμα θα πρέπει να εμφυτεύεται υποασβεστιωμένο, ώστε, όταν θα προσλάβει αυθόρμητα ιόντα Ca2+ από τον περιβάλλοντα χώρο του επαναιματωμένου μυοκαρδίου να σχηματίσει in situ και γρήγορα ένα δικτυωμένο υδροπήκτωμα. Το αλγινικό υδροπήκτωμα θα πρέπει να εμφυτεύεται υποασβεστιωμένο, ώστε, όταν θα προσλάβει αναπόφευκτα και αυθόρμητα ιόντα Ca2+ από τον περιβάλλοντα χώρο του επαναιματωμένου μυοκαρδίου να σχηματίσει in situ ένα καλά δικτυωμένο υδροπήκτωμα. Αντίθετα, εάν ένα καλά δικτυωμένο αλγινικό υδροπήκτωμα Ca εμφυτευτεί, τότε, η περαιτέρω αύξηση σε ιόντα Ca2+ (προερχόμενα από τα βιολογικά υγρά της περιοχής του μυοκαρδίου) στο δίκτυο του υδροπηκτώματος θα το οδηγήσει αυτομάτως προς την κατάσταση της χαλαρής συνεκτικότητας, και έτσι το υδροπήκτωμα αυτό, δεν θα επιτελέσει το ρόλο του ως ικρίωμα της ιστοτεχνολογίας. Η μορφολογία των λυοφιλοποιημένων δειγμάτων των υδροπηκτωμάτων του Ca μελετήθηκε με ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) και το πορώδες τους (κατανομή μεγέθους πόρων) εκτιμήθηκε με ποροσιμετρία Hg. Ο ρυθμός της βιοαποικοδόμησης του αλγινικού υδροπηκτώματος μελετήθηκε in vitro (με μετρήσεις απώλειας μάζας και με μετρήσεις απελευθέρωσής του σε φυσιολογικό ορό στους 37oC) και in vivo (με εμφύτευση στο μυοκάρδιο αλγινικού υδροπηκτώματος το οποίο είχε σημανθεί με υδραζίδιο της βιοτίνης, όπου το τελευταίο, με κατάλληλη βαφή, παίρνει χαρακτηριστικό καφέ χρώμα ώστε να ανιχνεύεται στις τομές του μυοκαρδίου). Ακολούθησε η σύνθεση τροποποιημένων αλγινικών υδροπηκτωμάτων τα οποία να μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να φιλοξενήσουν στη δομή τους, να μεταφέρουν και να απελευθερώσουν σταδιακά με το χρόνο μετά την εμφύτευση στο εμφραγματικό μυοκάρδιο αυξητικούς πρωτεϊνικούς παράγοντες (όπως αυξητική ορμόνη(ή σοματοτροπίνη) και κύτταρα. Τα αλγινικά υδροπηκτώματα μελετήθηκαν τόσο in vitro, με κυτταροκαλλιέργειες (καρδιαγγειακός διπλός προγονικός πληθυσμός, ενδοθηλιακά και μεσεγχυματικά βλαστικά κύτταρα), όσο και in vivo, με εμφυτεύσεις σε επίμυες τύπου Wistar, σύμφωνα με τα σχετικά ιατρικά πρωτόκολλα (μελέτη αναδιαμόρφωσης αριστερής κοιλίας).