據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)9月26日報道,,美國波士頓兒童醫(yī)院和麻省理工學(xué)院工程與材料專家通過納米技術(shù),,用微細的金線制成了一種心臟補丁,大大提高了現(xiàn)有心臟補丁的導(dǎo)電性,,其上的所有心肌細胞都能跳動,。研究人員希望這種補丁能幫助修復(fù)心臟病發(fā)作造成的心肌組織壞死。該論文發(fā)表在9月25日的《自然·納米技術(shù)》雜志網(wǎng)絡(luò)上,。
論文中介紹,,在工程心臟組織中添加金線能增強其導(dǎo)電性,,是對現(xiàn)有納米補丁的改良。這種金納米線平均30納米粗,,2微米至3微米長,,肉眼幾乎無法看到。經(jīng)過培養(yǎng)之后,,布滿金線的補丁上的心肌細胞變得更厚,,排列得也更有組織。用電流刺激細胞,,會產(chǎn)生一個明顯的電壓峰值,,相鄰的心肌細胞束之間的電流活動明顯提高。與之對比,,沒有金納米線的補丁僅能產(chǎn)生微弱電流,,使一束細胞跳動。
波士頓兒童醫(yī)院生物材料與藥物遞送實驗室的丹尼爾·克哈尼解釋說:“如果沒有金納米線的話,,用電極刺激心臟補丁時,,它上面的細胞只有受到刺激的地方才會跳動,加入金納米線以后,,許多細胞就會連在一起,,即使受到刺激的地方相隔很遠,也會一起跳動,。這表明組織是導(dǎo)電的,。”
實驗還顯示,肌鈣蛋白Ⅰ(troponin Ⅰ)和連接蛋白43(connexin-43)的產(chǎn)量也提高了,。肌鈣蛋白Ⅰ能與鈣結(jié)合并收縮,,連接蛋白-43能在細胞之間形成電耦合,在心臟結(jié)構(gòu)形成和同步收縮方面起著重要作用,。
克哈尼認為,,納米線技術(shù)可用于制造任何與電刺激相關(guān)的組織,包括腦組織和脊髓,。選擇黃金作為線材是因為它導(dǎo)電性強,,易于編織,也是一種人體可容忍材料,;而且黃金纖維可以拉得很長,,足夠通過整個材料基架以支持細胞,還可作為導(dǎo)電柵門,。
經(jīng)過細胞培養(yǎng)實驗后,,研究小組打算用活動物測試心臟補丁的功能,,以進一步掌握納米線是怎樣加強了電流信號和細胞間連接,。目前,,他們正計劃把這種補丁用于心臟病人的臨床試驗。
論文中介紹,,在工程心臟組織中添加金線能增強其導(dǎo)電性,,是對現(xiàn)有納米補丁的改良。這種金納米線平均30納米粗,,2微米至3微米長,,肉眼幾乎無法看到。經(jīng)過培養(yǎng)之后,,布滿金線的補丁上的心肌細胞變得更厚,,排列得也更有組織。用電流刺激細胞,,會產(chǎn)生一個明顯的電壓峰值,,相鄰的心肌細胞束之間的電流活動明顯提高。與之對比,,沒有金納米線的補丁僅能產(chǎn)生微弱電流,,使一束細胞跳動。
波士頓兒童醫(yī)院生物材料與藥物遞送實驗室的丹尼爾·克哈尼解釋說:“如果沒有金納米線的話,,用電極刺激心臟補丁時,,它上面的細胞只有受到刺激的地方才會跳動,加入金納米線以后,,許多細胞就會連在一起,,即使受到刺激的地方相隔很遠,也會一起跳動,。這表明組織是導(dǎo)電的,。”
實驗還顯示,肌鈣蛋白Ⅰ(troponin Ⅰ)和連接蛋白43(connexin-43)的產(chǎn)量也提高了,。肌鈣蛋白Ⅰ能與鈣結(jié)合并收縮,,連接蛋白-43能在細胞之間形成電耦合,在心臟結(jié)構(gòu)形成和同步收縮方面起著重要作用,。
克哈尼認為,,納米線技術(shù)可用于制造任何與電刺激相關(guān)的組織,包括腦組織和脊髓,。選擇黃金作為線材是因為它導(dǎo)電性強,,易于編織,也是一種人體可容忍材料,;而且黃金纖維可以拉得很長,,足夠通過整個材料基架以支持細胞,還可作為導(dǎo)電柵門,。
經(jīng)過細胞培養(yǎng)實驗后,,研究小組打算用活動物測試心臟補丁的功能,,以進一步掌握納米線是怎樣加強了電流信號和細胞間連接,。目前,,他們正計劃把這種補丁用于心臟病人的臨床試驗。