心碎了嗎？心臟再生治療術’Therepi’可能可以救你一命

心碎了嗎？心臟再生治療術’Therepi’可能可以救你一命

胸腔緊緊的，呼吸急促，下巴、手臂或背部疼痛－我是心臟病發作嗎！？

雖然許多人都熟悉這些徵兆和症狀，我們卻對心臟病發作(又稱心肌梗塞) 時心臟發生什麼事一無所獲。事實上，許多人在經歷心肌梗塞後無法恢復完整的心臟功能。雖然目前恢復心臟血流的療法已被證明是成功的，但殘留的心肌疤痕往往會損害患者恢復完整的心臟功能。

幹細胞、大分子或小分子的使用一直是心臟再療法炙手可熱的話題。然而，移植材料向心肌梗塞後 (post-myocardial infarcted, MI) 心臟的輸送和可行性的限制是一個持續存在的問題。為了解決這個問題，來自NUI Galway、Harvard University、Massachusetts Institute of Technology、Trinity、RCSI和AMBER的研究團隊合作一起開發了一種名為 ”Therepi”的治療性心外膜裝置。

Therepi系統的開發

Therepi的目的是讓小分子能夠持續和重複運送，透過皮下端口的聚合物儲存器將大分子和細胞直接運輸到受損的心臟。更重要的是，這種可植入系統可以多次實施所需的治療，以促進組織恢復，同時減少多次手術的需要。這項研究已經在2018發表在國際知名期刊《Nature Biomedical Engineering》。點我了解更多有關 Therepi 系統的設計和製造細節的資訊。

在大鼠模型中測試Therepi的可行性

Whyte等人測試了 Therepi 系統在大鼠模型中的可行性。透過開胸手術置入裝置，在此期間結紮左前降支動脈( left anterior descending, LAD ) 以誘發心肌梗塞。補充資料中提供了手術方法的詳細說明。

為了在為期 28 天的研究期間內測試 Therepi 作為治療輸送系統的可能性，他們研究了：

• 小分子的標靶遞送 - 使用成像物質 D-螢光素
• 定位傳遞物質（即細胞、旁分泌因子和其他大分子）
• 大分子穿透心肌組織到達目標區域的能力
• 透過端口重複細胞輸送對駐留細胞群(resident cell population) 的影響
• 基於Therepi的細胞再填充(即重複給藥) 是否可以改善心臟功能

在28天的實驗期間，分成五個不同的treatment來檢驗Therepi系統對心臟功能的影響；(1) sham組 (只有MI)，(2)單次注射細胞，(3)沒有任何細胞的Therepi，(4)有細胞的Therepi，(5)有細胞和填充細胞的Therepi

使用心室壓力-容積(PV) loop分析測量心臟功能的變化

為了測量輸送系統改善心臟功能的功效，他們使用回波超音波和 PV 導管 (Millar Mikro-Tip) 對每個測試組進行功能性血液動力學測量。

使用電導導管（SPR-838）透過apical stick 方法插入左心室測量心室壓力和容積（PV）。從這裡，使用 Powerlab 8/35 和 LabChart Pro 8 軟體與PV module得到PV數據。

比較不同treatment組的PV loop數據，並計算出射血分數(ejection fraction，EF) 和每搏功(stroke work) 等數據，作為評估心臟功能變化的方法。

此類分析強調了 Therepi + 細胞 + 填充細胞對增加心臟射血分數和每搏功的影響，表示顯著的治療效果。

重要發現

這項綜合研究不僅包括 Therepi 系統的設計，還包括在大鼠模型中進行的臨床前試驗，凸顯了該系統在臨床環境中使用的潛力。總之，這個研究結果顯示了Therepi也能夠：

• 有效地將小分子遞送到病變區域，這些區域可以產生功能作用，或用於體內成像，以量化心臟上的細胞數量。
• 能夠讓大分子局部遞送，這些大分子可以穿透纖維心臟組織並在三維空間中靶向病變區域。
• 提供體內細胞非侵入式的補充機制，透過將目標部位的細胞數量增加來改善心臟再生。

此實驗最好的結果是在28天中是使用 Therepi 系統加多次劑量的實驗組，而在第2組的控制組中只看到心臟功能有些微的改善。

有趣的是，有些人認為Therepi系統可以提供以某些功能來幫助心臟復健；重塑心臟組織的機械性強化或因異物的存在而刺激改變的癒合反應。

這項創新的生物技術由 Whyte 等人設計。為心臟再生療法的臨床轉化提供了可行的機制，也為其他疾病的藥物輸送機制和其他健康問題開啟了新的希望。