Fibras de nanotubos de carbono pueden reconectar los corazones dañados

Un estudio nuevo muestra que las fibras de nanotubos de carbono (NTC) pueden restaurar la conducción eléctrica en el miocardio enfermo, ofreciendo una posible solución restauradora a largo plazo.

Investigadores del Instituto Cardiológico de Texas (THI; Houston, TX, EUA), la Universidad de Rice (Rice, Houston, TX, EUA) y otras instituciones, realizaron estudios de electrofisiología de tórax abierto para examinar las características de los NTC, que combinan las propiedades mecánicas de los materiales de sutura quirúrgica y las propiedades conductoras de los metales, y su idoneidad como solución restauradora para la conducción miocárdica deteriorada. Para hacerlo, los investigadores utilizaron primero la ablación por radiofrecuencia (RF) para crear un retraso en la conducción epicárdica. Luego cosieron suturas de NTC sobre el bloque de conducción.

Los resultados revelaron que en animales grandes (ovejas), se demostró una mejora en la velocidad de conducción cuando se usaron los NTC. En un modelo de roedores agudo, en el que los NTC se cosieron quirúrgicamente a través de la unión auriculoventricular derecha, se mostró la preexcitación ventricular durante el ritmo sinusal. Todos los casos crónicos demostraron la reanudación de la conducción auriculoventricular, pero estos requirieron estimulación auricular. No hubo evidencia macroscópica o histopatológica de toxicidad. El análisis eléctrico ex vivo de la interfaz miocárdica-NTC demostró una impedancia de contacto significativamente menor que la del platino iridio. El estudio fue publicado el 12 de agosto de 2019, en la revista Circulation: Arrhythmia and Electrophysiology.

“En lugar de impactar y desfibrilar, en realidad corregimos la conducción enferma de la cámara de bombeo principal más grande del corazón al crear un puente para circunvalar y conducir sobre un área cicatrizada de un corazón dañado”, dijo el coautor principal del estudio, el cardiólogo Mehdi Razavi, MD., del THI. “Nuestros experimentos proporcionaron el primer respaldo científico para utilizar un tratamiento basado en material sintético en lugar de un medicamento para tratar la causa principal de muerte súbita en los Estados Unidos y en muchos países en desarrollo de todo el mundo”.

“La flexibilidad es importante, porque el corazón late y se mueve continuamente, por lo que todo lo que esté adherido a la superficie del corazón se deformará y flexionará. El buen contacto interfacial también es crítico para captar y entregar la señal eléctrica”, dijo el coautor principal, el ingeniero químico y biomolecular, Matteo Pasquali, PhD, de Rice. “En el pasado, se tenían que combinar varios materiales para lograr conductividad eléctrica y contactos efectivos. Estas fibras tienen ambas propiedades incorporadas por diseño, lo que simplifica enormemente la construcción del dispositivo y reduce los riesgos de fallas a largo plazo debido a la delaminación de múltiples capas o recubrimientos”.

Los NTC tienen aproximadamente un grosor del tamaño de una cuarta parte de un cabello humano pero, sin embargo, contienen millones de nanotubos microscópicos de carbono puro. Las fibras, que son suaves, flexibles y resistentes, también exhiben baja impedancia eléctrica. Como tal, muestran potencial para muchas aplicaciones, incluida la ayuda a pacientes con enfermedad de Parkinson (EP) que requieren implantes cerebrales para tratar sus afecciones neurológicas.

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Instituto Cardiológico de Texas
Universidad de Rice