Ученые создали недорогую искусственную модель митрального клапана сердца, которая воспроизводит сложное механическое поведение настоящего человеческого клапана. Разработка может помочь исследователям лучше понять, как возникают болезни клапанов, и безопаснее проверять новые способы их восстановления.
Работа выполнена в Университете медицины и медицинских наук RCSI (RCSI University of Medicine and Health Sciences). Результаты опубликованы в журнале Acta Biomaterialia.
Почему это важно
Митральный клапан находится между левым предсердием и левым желудочком сердца. В норме он открывается, пропуская кровь вперед, и закрывается, не давая ей возвращаться назад. За сутки он делает это около 100 000 раз, поэтому его прочность, эластичность и способность выдерживать поток крови имеют решающее значение.
Когда клапан закрывается неплотно, кровь может течь обратно. Это состояние называется митральной регургитацией — проще говоря, обратным забросом крови через митральный клапан. Такая проблема затрагивает десятки миллионов людей во всем мире. С увеличением продолжительности жизни число пациентов с заболеваниями митрального клапана, вероятно, будет расти.
Что нового в модели
До сих пор искусственные модели митрального клапана не могли достаточно точно воспроизводить анизотропию — свойство ткани вести себя по-разному в разных направлениях. Для сердечного клапана это особенно важно: его створки растягиваются, изгибаются и закрываются не как однородная пленка, а как сложная живая ткань.
Новая модель учитывает механические свойства настоящей клапанной ткани и при этом работает в условиях, близких к реальным: при физиологическом давлении и потоке, то есть при таких нагрузках, какие клапан испытывает в человеческом сердце.
По словам Клэр Конвей (Claire Conway), понимание работы митрального клапана зависит от создания синтетических моделей, которые способны передать его сложное механическое поведение. В этой работе, отметила исследовательница, такой результат был достигнут.
Как это может помочь пациентам
Разработка не является готовым имплантатом для лечения людей. Ее значение другое: это лабораторный инструмент, который позволяет изучать болезнь в контролируемых условиях.
Многие нарушения митрального клапана связаны именно с изменением механики: створки становятся слишком растянутыми, утолщаются, смещаются или перестают закрываться правильно. Если модель ведет себя похоже на человеческую ткань, ученые могут наблюдать, как начинается сбой, как он прогрессирует и какие способы восстановления могут сработать.
Модель также дает возможность точно менять натяжение и толщину створок — тонких подвижных пластинок, которые открывают и закрывают клапан. Это особенно важно для проверки будущих методов ремонта клапана.
Сина Джавадпур (Sina Javadpour), первый автор исследования, отметил, что такая система позволяет управлять ключевыми особенностями митрального клапана и одновременно сохранять сходство с его работой в сердце. Это делает модель полезной для изучения болезни и испытания новых стратегий восстановления в лаборатории.
Похожие исследования помогают шире понять, почему нарушения митрального клапана могут развиваться уже на ранних этапах формирования сердца: ранее ученые также изучали патогенез пролапса митрального клапана.
Литература
Javadpour S., O’Brien F. J., Conway C. Development of a mechano-mimetic mitral valve – hybrid experimental and finite element analysis findings // Acta Biomaterialia. 2026.
RCSI University of Medicine and Health Sciences. New low-cost artificial mitral valve mimics human tissue to study disease. 2026.