Istraživači su razvili personalizovane „arterije na čipu“ koristeći CT snimke i 3D štampu kako bi rekreirali karotidne arterije i posmatrali formiranje ugrušaka u uslovima koji oponašaju protok krvi u telu. Modeli su otkrili da dve naizgled slične arterije mogu imati potpuno različito ponašanje ugrušaka zbog trodimenzionalnih razlika u protoku. Ovaj pristup, iako je trenutno dokaz koncepta, mogao bi pomoći lekarima da preciznije odaberu terapiju i bolje procene rizik od moždanog udara.
Personalizovane "arterije na čipu" mogle bi pomoći u predviđanju rizika od moždanog udara
This microscopy video of a 3D-printed blood vessel shows a blood clot forming (white). | Credit: Courtesy of Charles Zhao
Istraživači su razvili metodu za izradu minijaturnih, personalizovanih kopija karotidnih arterija — tzv. „arterija na čipu“ — koje omogućavaju praćenje formiranja i ponašanja krvnih ugrušaka u uslovima koji oponašaju protok krvi u telu. Studija objavljena u julu u časopisu Cell Biomaterials pokazuje da ovaj pristup može otkriti razlike u ponašanju ugrušaka koje obični medicinski snimci ne pokazuju.
Kako funkcioniše model
Tim koristi pacijentove CT snimke da 3D štampom napravi plastičnu repliku karotidne arterije, uključujući područja suženja izazvana aterosklerozom. Unutrašnjost replike oblaže se kolagenom, nanose se ćelije koje oblažu pravu arteriju, a zatim kroz uređaj protiče ljudska krv pri pritisku i brzini koji oponašaju uslove u organizmu.
Uz pomoć vrlo male laserske povrede istraživači izlažu kolagen ispod ćelijskog sloja i pod mikroskopom posmatraju trombozu — nastanak i razvoj ugruška — u realnom vremenu.
Ključna otkrića
Autori su izradili modele za šest pacijenata sa različitim oštećenjima arterija i koristili proračune protoka krvi kako bi analizirali lokalne uslove unutar svakog modela. Pokazalo se da dve arterije koje na snimcima deluju slično mogu imati potpuno različit obrazac protoka i različitu sklonost ugruška da ostane stabilan ili da se odvoje fragmenti koji mogu izazvati moždani udar.
Proces nastanka ugrušaka objašnjava se delovanjem faktora von Willebranda (VWF) koji veže trombocite za izloženi kolagen, što pokreće rast ugruška. Međutim, opasnost zavisi od toga da li taj ugrušak ostaje čvrsto vezan ili baca emboluse (odlomljene fragmente) ka mozgu.
Study co-author Zihao Wang holding an assembled 3D-printed blood vessel device. | Credit: University of Sydney/Fiona Wolf
Potencijalna klinička primena
Ovaj pristup bi mogao postati dodatni dijagnostički korak između snimanja i izbora terapije. Pošto različiti lekovi ciljaju različite mehanizme (sprečavanje agregacije trombocita, smanjenje prianjanja trombocita na zid arterije ili inhibicija VWF), personalizovani modeli mogu pomoći lekarima da odaberu najefikasniji tretman za svakog pacijenta.
Autori naglašavaju da je trenutni rad dokaz koncepta i da je potreban veći broj pacijenata i dalje testiranje pre nego što tehnika uđe u širu kliničku upotrebu.
Zaključak
Arterije na čipu pokazuju kako trodimenzionalni oblik i lokalni uslovi protoka mogu dramatično uticati na ponašanje ugrušaka, što ima direktan značaj za procenu rizika od moždanog udara i izbor terapije. Iako obećavajući, pristup je još uvek u ranoj fazi razvoja i zahteva skalu i validaciju pre kliničke primene.
Napomena: Ovaj tekst služi isključivo u informativne svrhe i nije zamena za medicinski savet.
Slika/Video: Mikroskopski snimak 3D-štampane krvne žile u kojem se vidi formiranje ugruška. Credit: Courtesy of Charles Zhao / University of Sydney
Pomozite nam da budemo bolji.
