使用基于纳米材料的导电性心脏组织工程系统可以帮助患者从心脏病发作中康复。
图片来源：Shutterstock.com / Theerani Lerdsri
由于阻塞血流而引起的心脏病发作是心血管疾病的主要风险之一。心脏中疤痕组织的堆积可以严重降低器官的效率，这本身就是威胁生命的。
当前的医学方法可以返回功能到心脏，并限制疤痕组织生长的影响，但会受到限制。至少这些干预措施通常只是短期解决方案的事实。
发表在《杂志》上的新研究论文Micramanicelin表明，可以通过纳米技术组织传递可以模仿心脏组织的纳米技术组织来传递心脏病发作后期效应的更长期解决方案。
这绝不是纳米材料在组织复制中的唯一医学应用，常见的应用是使用诸如天然组织可以生长的“脚手架”诸如“脚手架”。亚博网站下载而且，就像更换心脏组织一样，这是需要模仿天然组织的能力。
虽然脚手架铰链的刚性发展的发展，但用纳米材料替换心脏中的疤痕组织取决于柔韧性和传导电流的能力。
这些基于纳米材料的心脏组织通过手术插入患者，可以恢复心脏正常功能的大部分，尤其是影响其自然节奏的电导率。
作者，包括阿萨兰UL HAQ，意大利罗马大学临床科学与转化医学系，探讨纳米技术在心脏组织工程中的当前应用。亚博老虎机网登录
特别是，研究人员专注于导电纳米材料可以提供的益处，以修复心肌梗死引起的伤害。亚博网站下载
解决大型健康问题的小解决方案
2019年，全球有超过5亿活跃的心血管疾病（CVD）病例，CVD夺走了全球1,860万人的生命，使CVD成为世界上主要的死亡原因。世界心脏基金会估计，如果CVD案件到2030年继续以目前的速度增长，全球财务影响将是令人惊叹的10044亿美元。
CVD最常见的作用之一是心肌梗塞 - 通常称为心脏病发作。当血液流向一部分心脏的血液流动减少或完全停止时，就会发生这种情况，从而损害了心肌。
这种损害以数十亿收缩的心肌细胞的损失形式出现，这种损失是导致心脏收缩的细胞形式，从而使器官能够在体内泵送血液。在心脏病发作中，缺乏氧气会导致这些组织被富含胶原蛋白的疤痕组织代替。
这会给CVD患者带来进一步的问题，因为这种疤痕组织缺乏收缩心肌细胞收缩的能力，这意味着它无法帮助心脏跳动。此外，这种疤痕组织无法传导电流。
心脏的电气系统对于其功能的方式至关重要 - 协调心脏肌肉的跳动。这意味着心脏电气系统中的异常，例如由疤痕组织的生长引起的异常会导致心率变化和严重降低效率。
目前，医疗专业人员通过β受体阻滞剂和心室辅助设备（VADS）等药物来解决疤痕组织的影响。这些只是短期解决方案，这意味着，对于更长期的解决方案或在极端情况下，卫生从业者需要诉诸心脏移植。
问题是，CVD病例比有可行的器官捐献者多得多，即使找到捐赠者，组织排斥的风险也很重要。但是，还有另一种解决方案解决了纳米技术领域出现的重大问题。
纳米材料的组织工程亚博网站下载
The use of synthetic biomaterials to mimic human tissues isn’t particularly new, but the difficulty with applying this approach to the heart is that while the ability to flex and beat can be replicated, traditional fabrication techniques have failed in replicating the conductivity of cardiac tissues. This can be delivered by implanting nano-scale conductive materials like metal and carbon into inert biomaterial polymers. Introducing these ‘doped’ polymers to the heart can then reduce the electric resistance of scar tissue restoring electric conductivity.
作者建议，这也可能产生另一个效果。引入此类材料和它们创造的培养电微环境实际上可能有助亚博网站下载于在受损的心脏组织中愈合。这是通过改善细胞引导并促进某些细胞活性的同时抑制其他细胞活性而发生的。另外，改善细胞之间的通信并可以帮助替代狭窄的动脉细胞。
这些用于修复心脏病损伤的导电纳米材料可以通亚博网站下载过3D打印，光刻或静电纺丝制造技术进行设计。这些制造方法为研究人员提供了一系列不同的材料，可用于生物医学纳米材料，每种材料都有其自身的特定优势和缺点。亚博网站下载特别是，作者将碳视为最适合组织工程的材料。
就目前而言，尽管纳米材料已被证明是CVD治疗领域亚博网站下载的游戏规则改变者，但它们的全部潜力尚未实现。作者得出的结论是，必须改进像上面列出的技术一样的制造技术，以在分子尺度上产生设计。他们还补充说，这最终可能需要引入全新的方法来创建用于医疗用途的纳米材料。亚博网站下载
And while the short-term goal in cardiac tissue engineering is the creation of materials that can restore electrical function and regular beating to the heart, the authors suggest that the long-term plan may be the development of ‘lab-grown hearts’ for transplant. There has been some success in the field already. In May this year, the Austrian Academy of Sciences reported the successful growth of 3D heart-like organs in a petri-dish. The sesame seed-sized models created with the use of stem cells even beat like a human heart.
但是，除非能够完善这些实验室成长的心脏，但是，基于纳米材料的心脏组织工程可能是将功能恢复到受损心脏的最佳选择。
来源
1. UL HAQ。A.，Carotenuto。F.，di Nardo。，P.，等人，[2021]，“心脏组织工程应用的外部导电纳米材料”，亚博网站下载微机器，[https://doi.org/10.3390/ mi12080914]
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