受损的心脏用纳米管纤维重新连接

德克萨斯州的心脏病医生证实，由大米制成的导电碳丝是电桥

由碳纳米管制成的薄而柔韧的纤维现在已经被证明能够连接受损的心脏组织，并传递维持心脏跳动所需的电信号。

德克萨斯心脏研究所(THI)的科学家报告说，他们使用了莱斯大学发明的生物相容性纤维，研究表明，直接将其缝入受损组织可以恢复心脏的电功能。

“Instead令人震惊和除颤时,我们实际上是纠正病变传导最大的心脏通过创建一个桥的主要水泵房绕过在伤痕累累,开展区域受损的心脏,” Mehdi哈扎维博士说,心脏病和电生理学主任在这个临床研究和创新,共同研究与水稻化学和生物分子工程Matteo Pasquali。

拉扎维说，目前还没有治疗导致猝死的头号杀手室性心律失常的根本原因的技术。这些心律失常是由心脏下腔不规则地发出脉冲引起的，对心脏病发作后或因充血性心力衰竭或扩张型心肌病而心脏组织受损的患者治疗具有挑战性

临床前模型的研究结果发表在《美国心脏协会’s循环:心律失常与电生理学》杂志上，是一篇公开发表的社论。该协会在2015年资助了这项研究。

这项研究源于Pasquali’s实验室在2013年率先发明的一种用碳纳米管制作导电纤维的方法。lab’s的第一种丝状纤维只有人类头发的四分之一宽，但含有数千万纳米管。这些纤维还被研究用于与大脑的电子接口，用于耳蜗植入，作为柔性天线，以及汽车和航空航天应用。

研究人员说，实验表明，在长达一个月的大型临床前模型和啮齿类动物实验中，无论最初的传导是减慢、切断还是阻断，这种无毒、涂有聚合物的纤维，其末端被剥离成电极，都能有效地恢复功能。他们发现，无论有没有起搏器，这些纤维都能发挥作用。

他们写道，在啮齿动物身上，当纤维被移除时，传导就消失了。

“The重建心脏传导与碳纳米管纤维有可能彻底改变治疗心脏电干扰,最常见的死亡原因之一,在美国,”位联席作者马克·麦考利说,他进行了许多实验THI博士后研究员。他现在是伊利诺斯大学医学院临床医学助理教授。

拉扎维补充说:“我们的实验首次为使用合成材料而不是药物治疗美国和世界上许多发展中国家的主要猝死原因提供了科学支持。”

帕斯夸里说，在这项技术进入人体测试之前，还有很多问题。研究人员必须建立一种使用微创导管将纤维缝合到位的方法，并确保纤维足够坚固和灵活，能够长期为持续跳动的心脏服务。他说，他们还必须确定纤维的长度和宽度，精确地确定它们需要携带多少电流，以及它们将如何在年轻患者不断增长的心脏中发挥作用。

帕斯奎利说:“灵活性很重要，因为心脏一直在不停地跳动和移动，所以附着在heart’表面上的任何东西都会变形和弯曲。

他说，良好的界面接触对接收和传递电信号也至关重要。在过去，必须将多种材料结合起来才能同时获得导电性和有效的触点。” .这些纤维都具有设计内置的特性，这大大简化了设备的构造，并降低了由于多层或涂层分层而造成的长期失效的风险

拉扎维指出，虽然有许多有效的抗心律失常药物，但它们往往是心脏病发作后患者的禁忌症。他说:“治疗上真正需要的是提高传导能力。“碳纳米管纤维具有金属的导电性，但其柔韧性足以让我们导航并将能量输送到受损心脏的特定区域

莱斯大学的校友弗拉维亚·维塔莱(Flavia Vitale)现在是宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)神经病学、物理医学和康复学助理教授。

合著者是Rice的科林•杨(Colin Young)和朱莉娅•可可(Julia Coco);圣鲁克路6037s医疗中心的Brian Greet;意大利帕多瓦Citta della Speranza儿科研究所的Marco Orecchioni和Lucia Delogu;Abdelmotagaly Elgalad, Mathews John, Doris Taylor和Luiz Sampaio，所有这些;以及伊利诺斯大学芝加哥分校的斯里坎斯·佩里克。Pasquali是A.J. Hartsook化学和生物分子工程教授，材料科学、纳米工程和化学教授。

美国心脏协会(American Heart Association)、韦尔奇基金会(Welch Foundation)、美国空军科学研究办公室(Air Force Office of Scientific Research)、美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)和路易·马格尼(Louis Magne)都支持了这项研究。

新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://news.rice.edu/2019/08/13/damaged-hearts-rewired-with-nanotube-fibers-2/