Para peneliti di Universitas Harvard telah mengembangkan teknik yang memungkinkan mereka membuat katup jantung biomaterial dalam hitungan menit. Pendekatan tersebut, yang disebut ‘Focused Rotary Jet Spinning’, telah dijelaskan oleh para peneliti sebagai ‘mesin permen kapas dengan pengering rambut di belakangnya.’ Pada dasarnya, teknik ini melibatkan penggunaan semburan udara untuk mengarahkan untaian polimer ke bingkai berbentuk katup jantung. Ini menghasilkan perancah berpori yang memungkinkan sel jantung masuk dan tumbuh. Konstruksi yang terbentuk juga memiliki sifat mekanik yang berfungsi sebagai katup satu arah di dalam jantung. Perancah mengandung isyarat berskala nano yang mendorong sel untuk masuk dan berkembang biak, dengan tujuan akhir bahwa perancah biomaterial akan secara progresif digantikan oleh sel, yang pada akhirnya menghasilkan katup jantung yang beregenerasi.
Pengobatan regeneratif sedang berkembang, dengan tujuan akhir mengganti bagian tubuh yang sakit, rusak, atau hilang. Untuk mencapai hal ini, para ilmuwan semakin maju dalam penggunaan biomaterial yang dapat mendukung sel hidup dan berpotensi berubah menjadi jaringan kompleks jika sifat biokimia dan mekaniknya benar. Namun, masalahnya ada pada detailnya, dan merancang bahan yang dapat menarik bagi sel, yang menjelajahi dan bereaksi terhadap dunianya pada skala nano, merupakan tantangan.
Dalam hal jaringan yang kompleks, katup jantung pasti cocok. Struktur ini terdiri dari tiga selebaran yang tumpang tindih yang mencegah aliran balik darah. Namun, teknik baru ini memungkinkan para peneliti untuk membuat katup proksi hanya dalam beberapa menit dengan cara yang tampaknya mendorong sel ke dalam perancah. “Sel beroperasi pada skala nanometer, dan pencetakan 3D tidak dapat mencapai tingkat itu, tetapi pemintalan jet putar terfokus dapat menempatkan isyarat spasial skala nanometer di sana sehingga ketika sel merangkak naik ke perancah itu, mereka merasa seperti sedang di katup jantung, bukan perancah sintetis, ”kata Kit Parker, salah satu pemimpin tim Harvard. “Ada tipu daya tertentu yang terlibat.”
Pendekatan ini juga memungkinkan para peneliti untuk membuat katup hanya dalam beberapa menit, yang jauh lebih cepat daripada banyak pendekatan tradisional yang digunakan untuk membuat perancah biomaterial. “Dua keuntungan besar dari metode kami adalah kecepatan dan ketepatan spasial,” kata Michael Peters, peneliti lain yang terlibat dalam penelitian ini. “Kita dapat membuat serat yang sangat kecil — pada skala nano — yang meniru matriks ekstraseluler yang digunakan sel katup jantung untuk hidup dan tumbuh di dalamnya, dan kita dapat memutar katup penuh dalam hitungan menit, berbeda dengan teknologi yang tersedia saat ini yang dapat mengambil berminggu-minggu atau berbulan-bulan.”
Sejauh ini, para peneliti telah menanamkan katup tersebut pada domba. Dalam studi yang sangat awal ini, yang berjalan hanya selama satu jam, katup berhasil mengontrol aliran darah di jantung, tidak menyebabkan robekan atau pembentukan trombus, dan memungkinkan infiltrasi sel di dekatnya.
Belajar di jurnal Matter: Manufaktur katup jantung sesuai permintaan menggunakan pemintalan jet putar terfokus
Melalui: Universitas Harvard