«Сегодня приблизительно один миллион человек переносит сердечные приступы каждый год, и в настоящее время нет никакого лечения для получающейся сердечной царапающей ткани», сказал Кирилл В. Ларин из Университета Хьюстона, Техас кто co-led исследование с Джеймсом Ф. Мартином из Медицинского колледжа Бэйлора и Института Сердца Техаса. «Мы работаем, чтобы развивать способы восстановить сердечную ткань и наши исследовательские работы измерить механические свойства определить, заживает ли сердце в ответ на методы лечения».В журнале Optical Society (OSA) Biomedical Optics Express отчет исследователей следует из исследований у мышей, показывающих, что техника с высоким разрешением, известная как оптическая elastography последовательности (OCE), может использоваться, чтобы сравнить механические свойства здоровой ткани и ткани, травмированной вызванным сердечным приступом. Исследователи планируют использовать технику, чтобы оценить эффективность методов лечения, нацеленных на изменение повреждения сердечной ткани.
Регенерация сердечной тканиСердечные приступы появляются, когда тромб препятствует тому, чтобы коронарная артерия поставила богатую кислородом кровь сердцу. Эта блокировка лишает сердечную мышцу кислорода, и в течение короткого времени наносит непоправимый урон в форме травмированной ткани. Это повреждение устраняет энергию из бьющегося сердца и затрагивает, как хорошо это может сократиться, чтобы накачать кровь.
«Эксперименты показали, что ткань от новорожденных сердец млекопитающих может полностью восстановить, но с возрастом уменьшается эта способность регенерации», сказал Лэрин. «Группа Мартина работает над способами управлять этими молекулярными путями способом, который стимулирует взрослую сердечную ткань, чтобы восстановить себя».Исследователи обратились к OCE, техника, развитая в лаборатории Лэрина, чтобы видеть, могло ли бы для наблюдения быть полезно, как хорошо экспериментальные методы лечения работали в моделях мыши. OCE основан на биомедицинской оптической томографии последовательности (OCT) метода отображения, которая может обеспечить изображения с высоким разрешением микроструктур ткани. Однако вместо того, чтобы получить структурную информацию, OCE использует принципы ОКТЯБРЯ, чтобы создать карты с высоким разрешением механики ткани.
OCE идеален для наблюдения механики ткани в сердцах мыши, потому что у этого есть резолюция, необходимая, чтобы обнаружить, перемещается ли граница между здоровой и травмированной тканью в ответ на терапию. Хотя другие методы отображения, такие как МРТ или ультразвук могут использоваться, чтобы исследовать механику ткани, они лучше подходят для больших площадей ткани, а не маленького, тонкого сердца мыши.
Выполнение OCE требует, чтобы механические волны были введены в должность в ткани. Во многом как камень заскочил в причины воды образец волн, ткань, выставленная маленькой механической силе, покажет определенный образец волн, размножающихся через него. Исследователи разработали аналитические модели, чтобы восстановить механические свойства ткани, анализируя или скорость или пространственные особенности волн.«Из-за небольшого размера и тонкой природы сердца мыши мы должны были сделать специальное оборудование, чтобы произвести очень небольшие волнения на ткани», сказал Лэрин. «Давление, выбор времени и местоположение этой приложенной силы должны были быть очень точными.
У волн также должны были быть очень маленькие амплитуды, который был важен для сохранения ткани».Исследование ткани после сердечного приступа
Исследователи проверили свой подход отображения в образцах ткани от мышей. После вызванного сердечного приступа мыши развивали царапание, которое будет подобно вызванному сердечным приступом у людей. В шесть недель исследователи удалили сердца и использовали OCE, чтобы измерить механические свойства сердечной ткани.
Исследователи видели, что поврежденная ткань показала уменьшенную анизотропию – или направлено распространения волны – по сравнению со здоровой тканью. Это наблюдение указало, что мышечные волокна в поврежденной области были более дезорганизованы, чем здоровая ткань. Они также видели различия в ригидности ткани между здоровой и поврежденной тканью, используя OCE.«Это – первое применение OCE для отображения с высоким разрешением мышцы механические свойства сердца», сказал Лэрин. «Мы смогли видеть различия в механических свойствах нормальной сердечной ткани и областей с инфарктом миокарда.
В будущем мы хотим использовать технику, чтобы исследовать восстановленную сердечную ткань, чтобы помочь нам найти терапию, которая может принести пользу миллионам людей во всем мире, которые страдали от сердечного приступа».