據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)9月26日報道,,美國波士頓兒童醫(yī)院和麻省理工學院工程與材料專家通過納米技術,,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》雜志網(wǎng)絡上,。
論文中介紹,在工程心臟組織中添加金線能增強其導電性,,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,。這表明組織是導電的。”
實驗還顯示,,肌鈣蛋白Ⅰ(troponin Ⅰ)和連接蛋白43(connexin-43)的產量也提高了,。肌鈣蛋白Ⅰ能與鈣結合并收縮,連接蛋白-43能在細胞之間形成電耦合,,在心臟結構形成和同步收縮方面起著重要作用,。
克哈尼認為,納米線技術可用于制造任何與電刺激相關的組織,,包括腦組織和脊髓,。選擇黃金作為線材是因為它導電性強,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,,還可作為導電柵門,。
經過細胞培養(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,。這表明組織是導電的。”
實驗還顯示,,肌鈣蛋白Ⅰ(troponin Ⅰ)和連接蛋白43(connexin-43)的產量也提高了,。肌鈣蛋白Ⅰ能與鈣結合并收縮,連接蛋白-43能在細胞之間形成電耦合,,在心臟結構形成和同步收縮方面起著重要作用,。
克哈尼認為,納米線技術可用于制造任何與電刺激相關的組織,,包括腦組織和脊髓,。選擇黃金作為線材是因為它導電性強,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,,還可作為導電柵門,。
經過細胞培養(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,。