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Fibras de Nanotube usadas para rewire corações danificados

As fibras finas, flexíveis feitas de nanotubes do carbono têm provado agora capaz de construir uma ponte sobre tecidos danificados do coração e de entregar os sinais elétricos necessários para manter bater daqueles corações.

Cientistas no relatório do instituto do coração (THI) de Texas usaram as fibras biocompatible inventadas em Rice University nos estudos que mostraram que costurando os directamente no tecido danificado pode restaurar a função elétrica aos corações.

“Em vez do choque e de defibrillating, nós estamos corrigindo realmente condução doente da câmara de bombeamento principal a maior do coração criando uma ponte para contornear e conduzir sobre uma área assustado de um coração danificado,” disse o Dr. Mehdi Razavi, um cardiologista e um director da pesquisa clínica da electrofisiologia e inovações em THI, que co-conduziu o estudo com produto químico do arroz e o coordenador biomolecular Matteo Pasquali.

Hoje não há nenhuma tecnologia que trata a causa subjacente da causa do no. 1 de morte súbita, arritmias ventriculares. Estas arritmias são causadas pelo despedimento desorganizado dos impulsos das câmaras do coração mais baixo e são desafiantes tratar nos pacientes após um cardíaco de ataque ou com o tecido assustado do coração devido a outras circunstâncias como a insuficiência cardíaca congestiva ou a cardiomiopatia dilatada.”

Dr. Mehdi Razavi, cardiologista, instituto do coração de Texas

Os resultados dos estudos em modelos pré-clínicos aparecem como a picareta de um editor do aberto-acesso na circulação da associação americana do coração: Arritmia e electrofisiologia. O fundo ajudado associação a pesquisa com uma concessão 2015.

As molas da pesquisa da invenção 2013 de abertura de caminhos pelo laboratório de Pasquali de um método para fazer fibras condutoras fora dos nanotubes do carbono. As primeiras fibras threadlike do laboratório eram um quarto da largura de um cabelo humano, mas dez contidos de milhões de nanotubes microscópicos. As fibras estão sendo estudadas igualmente para relações elétricas com o cérebro, para o uso em implantes cocleários, como antenas flexíveis e para aplicações automotivos e aeroespaciais.

As experiências mostraram as fibras nontoxic, polímero-revestidas, com suas extremidades descascadas para servir como os eléctrodos, foram eficazes em restaurar a função durante testes de um mês. em grandes modelos assim como roedores pré-clínicos, se a condução inicial estêve retardada, separada ou obstruída, de acordo com os pesquisadores. As fibras serviram sua finalidade com ou sem a presença de um pacemaker, elas encontraram.

Nos roedores, escreveram, condução desapareceram quando as fibras foram removidas.

“O restabelecimento da condução cardíaca com fibras do nanotube do carbono tem o potencial revolucionar a terapia para distúrbios elétricos cardíacos, uma das causas de morte as mais comuns nos Estados Unidos,” disse o co-chumbo Mark McCauley autor, que realizou muitas das experiências como um companheiro pos-doctoral em THI. É agora um professor adjunto da medicina clínica na faculdade de Universidades de Illinois da medicina.

“Nossas experiências forneceram o primeiro apoio científico usando um tratamento material-baseado sintético um pouco do que uma droga para tratar em todo o mundo a causa de morte súbita principal nos E.U. e em muitos países em vias de desenvolvimento,” Razavi adicionou.

Muitas perguntas permanecem antes que o procedimento possa se mover para o teste humano, Pasquali disse. Os pesquisadores devem estabelecer uma maneira de costurar as fibras que usam no lugar um cateter mìnima invasor, e certificam-se que as fibras são fortes e flexíveis bastante servir um coração constantemente batendo a longo prazo. Disse que devem igualmente determinar quanto tempo e as fibras largas devem ser, precisamente quanto electricidade precisam de levar e como executariam nos corações crescentes de pacientes novos.

A “flexibilidade é importante porque o coração é continuamente de pulsação e móvel, tão qualquer coisa que é anexado à superfície do coração está indo ser deformado e dobrado,” disse Pasquali, que tem nomeações na escola do Brown do arroz da engenharia e na escola de Wiess de ciências naturais.

O “bom contacto interfacial é igualmente crítico para pegarar e para entregar o sinal elétrico,” disse. “No passado, os materiais múltiplos tiveram que ser combinados para alcançar a condutibilidade elétrica e contactos eficazes. Estas fibras têm ambas as propriedades construídas dentro pelo projecto, que simplifica extremamente a construção do dispositivo e abaixa os riscos de falha a longo prazo devido à delaminação de camadas múltiplas ou de revestimentos.”

Razavi notou que quando houver muitas drogas antiarrhythmic eficazes disponíveis, contraindicated frequentemente nos pacientes após um cardíaco de ataque. “O que é realmente necessário terapêutica é aumentar a condução,” disse. Do “as fibras do nanotube carbono têm as propriedades condutoras do metal mas são flexíveis bastante permitir que nós naveguem e entreguem a energia a uma área muito específica de um coração delicado, danificado.”

Source:
Journal reference:

McCauley, M.D. et al. (2019) In Vivo Restoration of Myocardial Conduction With Carbon Nanotube Fibers. Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology. doi.org/10.1161/CIRCEP.119.007256.