據《中華醫(yī)學雜志》2007年12月4日報道,國內醫(yī)學科學工作者正積極研制心臟“生物起博器”,如果這項研究能夠走出實驗室,真正應用于臨床,心動過緩患者將擺脫傳統(tǒng)的“電子起博器”給他們帶來的生活不便和困繞,起博器將不再是人體中的異物,而真正成為人體的一部分。
此研究報告刊登于《中華醫(yī)學雜志》2007年第45期,題為“自體竇房結細胞異位移植治療緩慢型心律失常的實驗研究”,此項研究報告的第一作者為上海第二軍醫(yī)大學附屬長海醫(yī)院胸心外科的張浩醫(yī)師。此項研究為國家自然科學基金資助項目。
嚴重的心率減慢可以暈厥、猝死等,安裝“電子起搏器”是這類患者的主要治療手段,全世界每年有60多萬人需要新裝起搏器,以維持生命和生活質量。近年來,隨著我國心臟疾患人數的逐年增加和人們對生活質量要求的不斷提高,需要安裝電子起搏器的人數每年遞增20%,總實際需要量為近20萬臺。但電子心臟起搏器在長期應用過程中,有很多缺陷和問題,如:起搏器中電池壽命有限,需更換電池;對于兒童患者,隨著年齡的增長,最初安裝的起搏器型號將不再適合,需安裝新型號的起搏器,以上情況均造成病人不能在一次手術植入后享受終生,而需重新手術,給病人增加了很多痛苦。安裝起搏器的病人心臟內需植入導線和電極,而這些電極可能出現(xiàn)斷裂、絕緣性遭到破壞以及引起感染,給患者帶來風險;患者不能接近強磁場,這就意味著這些患者一旦生病需要做核磁檢查(mri)時,就只能另求其他檢查方法;且電子起搏器缺乏對人體內神經體液調節(jié)的反應性,就象假肢對針扎不會有反應一樣,使心率不能隨著情緒等及時變化。近年來,隨著生物醫(yī)學工程技術的飛速進展,人們已經在期待新一代“生物起搏器”的出現(xiàn),以擺脫上述困繞,使起搏器真正成為人體的一部分。刊登于《中華醫(yī)學雜志》的這項研究才成果在此方面給人們帶來了有意的啟示。
在這個研究項目中,要提到“竇房結”這個概念。人體心臟雖然至少有人的拳頭大小,但能讓這塊肌肉規(guī)律跳動的指揮中心其實只有一小塊地方――竇房結,這里的細胞發(fā)出信號,經過一些神經傳導系統(tǒng)(我們在醫(yī)學上稱為“房室傳導束支”)的傳播,才使心臟肌肉細胞協(xié)調的收縮,心臟才得以發(fā)揮正常的“泵”功能,供給人體全身必須的血液。 研究人員就是充分利用了“竇房結”的起搏細胞,制作“生物起搏器”的,但在這個項目中研究人員是用犬作為實驗對象,為應用于人體打下了基礎。
這一課題的研究人員將16只健康成年犬分為2組(移植組和對照組),每組8只。取移植組犬的心臟竇房結組織并經過科學處理后制成存活的竇房結細胞懸液,注射到心臟另一個部位(右心室近心尖部心外膜),觀察進行自體移植(移植在同一只犬身上,而不是不同只犬之間進行移植)后,這些移植細胞是否能夠存活;而且,研究人員完全阻斷這只犬心臟原來固有的正常的起搏系統(tǒng),看看移植后的竇房結細胞是否能夠發(fā)揮讓心臟跳動的功能;并對移植組犬靜脈注射異丙腎上腺素和阿托品這類影響心率的藥物,觀察其對移植后心率有無影響。
令研究人員驚喜的發(fā)現(xiàn),經過移植的竇房結細胞能夠在心臟的另一個部位存活;而且這些被移植的竇房結細胞能夠在心室內形成新的異位起搏灶;且移植的細胞之間以及移植細胞與原有心室肌細胞之間沒有排斥,都形成了有效的耦聯(lián),使其產生的電沖動信號向周圍心臟肌肉擴布,從而有效驅動心室收縮;且對神經體液成分的調節(jié)有反應性。
近年來國外有學者使用干細胞構建生物起搏器,如:胚胎干細胞和成人骨髓間充質干細胞等,但用這類干細胞不是自體細胞,存在免疫排斥、甚至腫瘤形成等問題。此項研究采用自身天然的竇房結細胞進行自體移植,沒有免疫排斥和腫瘤形成等問題,在生物起搏器的研發(fā)過程中,具有實用價值。但在獲取和移植竇房結細胞的過程中會對細胞造成一定損傷,如何讓移植后竇房結細胞的長期存活,仍有待于進一步研究證實,只有解決了這個問題,才能研制出讓人類心臟能夠永遠穩(wěn)定跳動的生物起搏器。一旦這項技術完善并成熟,應用于人體,將使心動過緩患者擺脫傳統(tǒng)起搏器帶來的不便和困繞。
國際上,生物起搏器的研制已有6年的歷史,而國內近2年剛剛起步,一旦國外生物起搏器應用于臨床并進入市場,大部分核心技術將被國外專利壟斷,我國將再次形成“電子起搏器”時代的悲劇――絕大部分技術和設備依賴進口的被動局面:目前,我國患者安裝的電子起搏器全部為進口產品,安裝一個的費用為3-10萬元不等,不僅花費我國大量外匯,也使部分患者無力承擔而不能接受這一治療。希望我國科研工作者能夠在這一有應用前景和巨大市場的研究領域不斷取得有價值的進展。(實習編輯:張嵐)
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