Katup Jantung Buatan yang Bertumbuh

Artinya, pasien akan tumbuh tapi katup tetap dan memerlukan operasi lain untuk menggantikannya. “Tak ada katup buatan yang memiliki pertumbuhan,” kata Robert Tranquillo, insinyur biomedis di University of Minnesota dan penulis utama studi ini.

Penyakit katup jantung terjadi ketika satu atau lebih dari katup tersebut gagal berfungsi dengan baik. Jantung memilik empat katup: trikuspid, pulmonal, mitral, dan aorta.

Tranquillo menambahkan bahwa sudah 20 tahun ia dan timnya mengemban misi untuk mencoba serta mencari tahu materi yang dapat tumbuh dan berkembang bersama pasien yang mendapatkan transplantasi katup jantung. Untuk mengembangkan katup buatan yang tahan lama, para ilmuwan menghabiskan delapan pekan untuk menumbuhkan sel kulit dari domba donor dalam gel berbentuk tabung di bioreaktor.

Setelah delapan pekan, tim membersihkan sel-selnya, meninggalkan struktur kolagen berongga dengan faktor pertumbuhan. Selanjutnya, mereka menjahit tiga tabung menjadi satu dan memotongnya untuk membuat penutup yang membuka dan menutup seperti yang dilakukan katup jantung.

Percobaan berlangsung dalam dua tahap. Pertama, tim menanamkan katup tersebut ke arteri pulmonalis dari empat anak domba. Meskipun idealnya katup akan bertambah panjang bersama hewan, peningkatan diameter dapat mengurangi fungsi katup dengan memungkinkan regurgitasi—darah bocor ke arah yang salah melalui katup—dan memang itu terjadi.

Hanya satu katup yang bertahan 52 pekan penuh selama penelitian. Para ilmuwan harus membuang tiga katup lainnya setelah 4 pekan, 12 pekan, dan 28 pekan karena diameter mereka mengembang dan regurgitasi bertambah parah.

Dengan harapan dapat memperpanjang umur katup, tim menambahkan tabung keempat yang mengelilingi tiga lainnya seperti selongsong, yang menurut mereka melindungi katup bagian dalam dari beberapa tekanan mekanis yang merusak set pertama.

Dari tiga ekor domba yang menerima katup berlapis ganda ini, dua di antaranya dapat mempertahankan katupnya selama 52 pekan. Domba yang ketiga harus dilepas setelah 44 pekan karena fungsinya memburuk. Gambar USG menunjukkan panjang katup juga bertambah 17-34 persen seiring dengan bertambahnya usia domba.

“Dua dari tiga anak domba selamat selama periode implantasi 52 pekan, yang berarti bahwa anak domba tersebut tumbuh menjadi domba dewasa dan setidaknya berat badannya bertambah,” kata Tranquillo.

Ada sejumlah kecil regurgitasi, tapi dia mengatakan bahwa dua anak domba yang menahan katup selama 52 pekan itu adalah "kebocoran ringan, yang secara klinis hampir tidak penting".

Sebagai kontrol, para peneliti juga menanamkan dua domba lagi dengan perangkat yang saat ini ada di pasar: katup yang diberi perlakuan kimiawi dari sapi dan katup yang diberi perlakuan kimiawi dari babi.

Domba dengan katup sapi mati pada pekan ke-11 karena kalsifikasi katup dan bekuan darah. Sedangkan alat yang berasal dari babi dibuang pada pekan ke-20 karena fungsinya berkurang.

“Meski hanya beberapa katup yang diuji, perbandingan langsung dengan terapi yang ada dalam penelitian ini penting untuk menunjukkan manfaat potensial dari implan katup hidup dibanding prostesis yang ada untuk pasien muda,” kata Carlijn Bouten, insinyur biomedis di Eindhoven University of Technology di Belanda.

Untuk saat ini, Tranquillo bekerja dengan perusahaan yang mengembangkan bahan yang sama guna berfungsi sebagai cangkok vaskular pada orang dewasa, sekaligus untuk meningkatkan fungsinya sebagai katup bagi anak-anak di masa depan.

Tim melakukan studi lain yang direncanakan pada domba. Jika semuanya berjalan dengan baik, mereka bermaksud membawa katup ke tahap uji klinis.

Seperti Levi, Christopher Breuer, ahli bedah anak di Rumah Sakit Anak Nationwide di Ohio, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, memperingatkan bahwa uji coba pada hewan sering kali sulit diterapkan pada manusia.

Namun, dia menyebutkan studi ini sebagai langkah maju yang nyata dan penting dalam pengembangan teknologi. “Diharapkan nantinya membawa kami selangkah lebih dekat untuk dapat menciptakan katup jantung dengan kapasitas tumbuh untuk digunakan pada anak-anak,” kata dia.

THE SCIENTIST | FIRMAN ATMAKUSUMA