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金纳米线心脏补丁可提高心肌导电性

法律快车官方整理 更新时间: 2019-02-23 02:23:42 人浏览

导读:

据美国物理学家组织网9月26日(北京时间)报道,美国波士顿儿童医院和麻省理工学院工程与材料专家通过纳米技术,用微细的金线制成了心脏补丁,大提高了现有心脏补丁的导电性,其上的所有心肌细胞都能跳动研究人员希望种补丁能帮助修复心脏病发作造成的心肌组织坏死。该
据美国物理学家组织网9月26日(北京时间)报道,美国波士顿儿童医院和麻省理工学院工程与材料专家通过纳米技术,用微细的金线制成了心脏补丁,大提高了现有心脏补丁的导电性,其上的所有心肌细胞都能跳动研究人员希望种补丁能帮助修复心脏病发作造成的心肌组织坏死。该论文发表在9月25日的《自然·纳米技术》杂志网络上。

论文中介绍,在工程心脏组织中添加金线能增强其导电性,是对现有纳米补丁的改良。这种金纳米线平均30纳米粗,2微米至3微米长,肉眼几乎无法看到。经过培养之后,布满金线的补丁上的心肌细胞变得厚,排列得也更有组织。用电流刺激细胞,会产生一明显的电压峰值,相邻的心肌细胞束之间的电流活动明显提高。与之对比,没有金纳米线的补丁仅能产生微弱电流,使一束细胞跳动。

波士顿儿童医院生物材料与药物递送实验室的丹尼尔·克哈尼解释说:“如果没有金纳米线的话,用电极刺激心脏补丁时,它上面的细胞只有受到刺激的地方才会跳动,加入金纳米线以后,许细胞就会连在一起,即使受到刺激的地方相隔很远,也会一起跳动。这表明组织是导电的。”

实验还显示,肌钙蛋白Ⅰ(troponin Ⅰ)和连接蛋白43(connexin-43)的产量也提高了。肌钙蛋白Ⅰ能与钙结合并收缩,连接蛋白-43能在细胞之间形成电耦合,在心脏结构形成和同步收缩方面起着重要作用。

克哈尼认,纳米线技术可用于制造任何与电刺激相关的组织,包括脑组织和脊髓。选择黄金作为线材是因为它导电性强,易于编织,也是一种人体可容忍材料;而且黄金纤维可以拉得很长,足够通过整个材料基架以支持细胞,还可作为导电栅门。

经过细胞培养实验后,研究小组打算用活动物测试心脏补丁的功能,以进一步掌握纳米线是怎样加强了电流信号和细胞间连接。目,他们正计划把这种补丁用于心脏病人的临床试验。

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科学发展史中的许多事例已经证明,往往正是微创手术式的小切口,在日后开辟出影响巨大的深远路径。利用黄金导电性强的金属特性来治疗心脏疾病,从生物材料学的角度上,其实并非极具突破性意义的创新。对于纳米技术而言,可能也只是又一次成功的应用案例。然而谁又能断定这一块看似并不起眼的金纳米“补丁”,不可能为人类护卫自身生命健康的征途中,带来料想不到的飞跃呢?

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