Onemocnění srdce jsou ve vyspělých zemích hlavní příčinou úmrtí - a Česko není výjimkou. To je důvod, proč se bioinženýři snaží sestrojit umělé lidské srdce pro transplantaci.

Srdce je ale důmyslný svalový orgán, který přijímá a pumpuje krev přes žíly a tepny ze svých čtyř vnitřních komor. Uměle vytvořit takový „stroj“ je proto téměř nadlidský úkol.

Výzkumníci z Harvardovy univerzity se však k němu významně přiblížili, když vytvořili dosud nejvěrnější napodobeninu srdečních komor u uměle kultivovaného srdce. V článku pro magazín Science popisují, jak dokázali přimět srdeční buňky, aby se seskupily do kruhového tvaru tkaniny srdeční komory.

Tento tvar svalu komory zvyšuje množství krve, které srdce přečerpává.

Srdeční komora se rodila jako cukrová vata

Teorii o významu spirálovitého uspořádání tkání pro zvýšení rychlosti a množství přečerpané krve vytvořil Edward Sallin z Alabamské univerzity už v roce 1969. Až dosud však neexistoval způsob, jak ji ověřit v praxi.

Svůj biohybridní model srdeční komory výzkumníci z Harvardu vytvořili novou technologií FRJS (Focused Rotary Jet Spinning), která umožňuje zhotovit šroubovitá vlákna o průměru od několika mikrometrů do stovek nanometrů.

Zařízení, které vychází z technologie FRJS funguje jako přístroj pro tvorbu cukrové vaty. Jeho základem je vytlačování kapalného polymeru pomocí odstředivé síly ven ze zásobníku. Jakmile roztok opustí zásobník, rozpouštědlo se odpaří a obnažené polymery zatuhnou.

Tímto postupem lze vytvářet tenká vlákna o tloušťce jednoho mikrometru. Technici zjistili, jak taková vlákna vytvarovat do požadovaného formátu. FRJS metodou vytvořili strukturu srdce za jediný den.

Bije jako skutečné srdce

Vyrobená vlákna pak posloužila jako lešení pro srdeční buňky, které kolonizovaly vláknitou strukturu během jediného týdne. Výsledkem byla obdoba kruhového tvaru srdeční komory, která bije jako kus skutečného srdce a dokáže přečerpávat krev ve větším množství.

Tým také prokázal, že tuto metodu lze teoreticky zvětšit až na velikost skutečného lidského srdce

„Naše práce je významným krokem vpřed pro biovýrobu orgánů a přibližuje nás ke konečnému cíli, kterým je vytvořit  lidského srdce pro transplantaci,“ řekl žurnálu Science Daily ke zmíněnému výzkumu jeho vedoucí Kit Parker, profesor bioinženýrství a aplikované fyziky na Harvardu.