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Valvole cardiache progettate al computer impiantate nelle pecore per la prima volta

Grazie alle simulazioni al computer, un team di ricercatori ha sviluppato valvole cardiache che si rigenerano e crescono con l’organismo.
Valvole cardiache progettate al computer impiantate nelle pecore per la prima volta
Secondo la Società europea di cardiologia, le patologie cardiovascolari sono la principale causa di morte in Europa. Ogni anno, 3,9 milioni di persone muoiono per cardiopatia, patologia responsabile del 45 % di tutti i decessi del continente.

La chirurgia sostitutiva della valvola cardiaca resta il trattamento più comune per danni o difetti in una delle quattro valvole cardiache. Circa un terzo dei pazienti, però, riscontra qualche problema entro 10 anni dall’impianto e spesso richiede un ulteriore intervento chirurgico correttivo, potenzialmente letale.

Nel 2009, un consorzio internazionale di scienziati ha intrapreso un progetto parzialmente finanziato dall’UE, chiamato LIFEVALVE, per sviluppare una strategia più efficiente per il trattamento dei pazienti affetti da patologia alla valvola cardiaca. Ora, dopo anni di ricerca, ha compiuto progressi significativi in vista dell’uso di valvole cardiache rigenerative per il trattamento futuro dei pazienti con cardiopatia. Usando simulazioni al computer, il consorzio ha progettato e impiantato con successo per la prima volta valvole cardiache rigenerative nelle pecore. I risultati sono presentati in un articolo pubblicato sulla rivista «Science Translational Medicine».

Progettazione computerizzata di valvole cardiache

Le valvole cardiache che il gruppo di ricerca ha progettato e impiantato sono state coltivate a partire da cellule umane. Usando simulazioni al computer, i ricercatori hanno previsto come le protesi sarebbero cresciute, si sarebbero rigenerate e sarebbero funzionate nell’animale. «Grazie alle simulazioni, possiamo ottimizzare la progettazione e la composizione delle valvole cardiache rigenerative e sviluppare impianti personalizzati per l’utilizzo in terapia», spiega il coordinatore del progetto, il prof. Simon Hoerstrup dell’Università di Zurigo, in un comunicato stampa pubblicato sul sito web dell’Università.

La medicina rigenerativa è un ramo della ricerca che utilizza l’ingegneria dei tessuti e la biologia molecolare per generare tessuti viventi o organi a partire da cellule umane. Il tessuto e gli organi sono utilizzati per riparare o sostituire cellule umane, tessuti o organi difettosi al fine di ripristinare o stabilire una funzione normale.

Queste sostituzioni bioingegneristiche risolvono una serie di inconvenienti degli attuali impianti artificiali. Ad esempio, le valvole cardiache meccaniche possono durare indefinitamente, ma i pazienti devono assumere anticoagulanti per tutta la vita per prevenire la formazione di coaguli di sangue. Inoltre, mentre i pazienti con protesi di tessuti animali (o biologiche) possono non aver bisogno di assumere anticoagulanti, tali valvole si consumano nel tempo. Questi pazienti sono inoltre soggetti a ispessimento anormale e accumulo di calcio, oltre a complicanze del sistema immunitario. Anche la mancanza di rigenerazione è un grave problema nelle attuali protesi artificiali, specialmente per i bambini con difetti cardiaci congeniti. Dal momento che tali protesi non possono crescere e rigenerarsi, questi bambini affrontano più operazioni nel corso della vita per sostituire le valvole quando il loro corpo cresce. Poiché le protesi progettate dal gruppo di ricerca a partire da tessuto non provocano reazioni immunitarie e sono in grado di crescere e rigenerarsi, offrono un notevole miglioramento della qualità della vita di pazienti giovani e adulti.

Devono comunque essere superati alcuni ostacoli prima che la tecnologia possa essere utilizzata nella pratica clinica di routine. «Una delle maggiori difficoltà degli impianti complessi come le valvole cardiache è che il potenziale di rigenerazione di ciascun paziente è diverso. Non c’è, quindi, una soluzione valida per tutti», afferma Hoerstrup.

LIFEVALVE (Living autologous heart valves for minimally invasive implantable procedures) continua la ricerca con l’obiettivo di immettere la prima valvola cardiaca progettata a partire da tessuto sul mercato globale.

Per maggiori informazioni, consultare:
pagina web del progetto su CORDIS

Fonte: Sulla base di informazioni relative al progetto e segnalazioni dei media

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