Hjärtklaffar i nytt ljus

Med största sannolikhet fungerar åtminstone en av hjärtats klaffar, mitralklaffen, på ett helt annat sätt än man tidigare trott. LiU:s hedersdoktor Neil Ingels lägger tillsammans med LiU:s Matts Karlsson ut sina data i boken Mitral Valve Mechanics på LiU Electronic Press..

Hjärta på campushallens murFoto: Thor Balkhed– Vi kan se att de modeller som används i dag inte stämmer med våra mätresultat. Därför lägger vi nu fram en ny hypotes hur mitralklaffen fungerar i ett levande hjärta. Men detta är bara en tolkning och materialet kan kanske även tolkas på andra vis, säger Neil Ingels, professor vid Stanford University School of Medicine, ödmjukt.

Tillsammans med LiU-professorn Matts Karlsson publicerar han därför data från 40 års forskning på LiU Electronic Press.

Tvärvetenskapligt samarbete

Matts Karlsson gjorde sin postdoc hos Neil Ingels vid Stanford och de båda har varit goda vänner och arbetskollegor sedan dess. För medan Matts Karlsson har sin grundutbildning inom maskinteknik har Neil Ingels sin inom elektroteknik. Sina djupa fackkunskaper inom respektive område har de genom åren fört in i medicinforskningen kring människans kardiovaskulära system (hjärta och blodkärl), i nära samarbete med den medicinska expertisen.

Neil Ingels och Matts Karlsson– Vi har ägnat många sena nätter med Skype-samtal kring tolkningar av mätresultaten, intygar Matts Karlsson, som ofta fått ta nattpassen på grund av den stora tidsskillnaden mellan Stanford, nära Palo Alto i Kalifornien, och Linköping.

– Men det är fritt fram för andra forskare att tolka våra data och bygga ännu bättre modeller, förtydligar han.

För en sak är säker, deras hypoteser går ibland stick i stäv med de modeller som i dag anses ligga närmast sanningen.

Mitralklaffen slits hårt

Mitralklaffen är, tillsammans med aortaklaffen, den hjärtklaff som oftast drabbas av skada eller sjukdom. Båda finns de på vänster sida i hjärtat där friskt syresatt blod ska pumpas ut i kroppen. Kirurgerna kan i dag antingen reparera mitralklaffen, som finns mellan vänster förmak och vänster kammare, eller ersätta den med en konstgjord, men det händer att klaffen trots detta fortsätter att läcka.

Neil Ingels har ägnat 40 års forskning åt att få fram data om hur mitralklaffen egentligen fungerar. Han har utvecklat en metod där man sätter små markörer på hjärtklaffarna hos får. Med hjälp av flerskiktsröntgen har hans forskargrupp sedan kunnat studera hur klaffen fungerar i fyra dimensioner. Rörelsen kan de följa med 1/10 mm noggrannhet och med en tidsupplösning på 60 bilder i sekunden.

Till en början studerade han hjärtats funktion, men de senaste 20 åren har studierna av aorta- och mitralklaffarna intensifierats.

Hjärtklaffarna är uppbyggda av vävnadsflikar som kallas klaffblad. Friska klaffblad är mycket tunna men också extremt smidiga och starka. När klaffen stängs sluter klaffbladen tätt emot varandra för att hindra blodet att flöda tillbaka. De är fästa med små muskler och muskeltrådar i hjärtats muskelvägg. Klaffarna öppnas och stängs minst en gång i sekunden i storleksordningen 100 år. I runda slängar 300 miljoner gånger.

– Vilka andra material håller för det slitaget, frågar Neil Ingels retoriskt.

Stängs mjukt

Och så långt är forskare och läkarvetenskap överens. Men mätresultaten visar nu att klaffen ingalunda smäller ihop och täpper till som en ventil. Klaffbladen verkar istället rulla ihop sig i kanterna och sugas ihop i en mjuk rörelse. Exakt vilken del av det övre och det undre klaffbladet som möts till en början är inte så noga, bara de möts så suger bladen i vandra och trycket från det strömmande blodet gör sedan att klaffen stängs helt. En mjuk rörelse som kan förklara varför klaffen inte slits mer än den gör.

– Skarven blir mycket stark och tät, eftersom bladet rullat ihop sig består skarven av flera vikta lager. Jämför med ett papper - viker man det dubbelt flera gånger blir det också mycket starkare, förklarar Neil Ingels.

Genom att undersöka och efterlikna naturen borde man kunna tillverka nya och förbättrade mitralklaffar, hoppas Neil Ingels och Matts Karlsson.

– Efter en hjärtinfarkt händer det att hjärtat blir förstorat, det nedre klaffbladet kommer då för långt från det övre för att de ska kunna sugas ihop. Kirurgerna sätter in en stel ring runt klaffen för att bladen ska komma närmare varandra och det fungerar ibland, men inte alltid och påfrestningen på klaffen blir stor, förklarar Matts Karlsson.

Här borde med andra ord finnas plats för nya lösningar och uppfinningar.

Boken, som innehåller 43 kapitel och mängder av data, har titeln Mitral Valve Mechanics, författare är Neil B Ingels Jr och Matts Karlsson och är publicerad på LiU Electronic Press.

Bild på mitral klaffen på Wikipedia

Kontakt