26/09/2011 - Gold Nano-Kabel verbessern die Reparatur der Gewebe nach einem Herzinfarkt

Menéame

Ein Team von Ärzten, Ingenieuren und Wissenschaftlern aus den Materialien des Boston Kinderkrankenhauses und des Massachusetts Institute of Technology in den Vereinigten Staaten haben Nanotechnologie und kleine goldene Kabel verwendet, um Herzpatches zu entwerfen, die Patienten eines Tages helfen können, die einen Herzinfarkt erlitten haben.

Laut der Studie, veröffentlicht in 'Nanotechnology', die Aufnahme von Goldfäden in das Herzgewebe ermöglicht es, Strom zu fahren, was könnte die aktuellen Herzpatches verbessern. Diese Pflaster werden bereits in klinischen Studien bei Herzpatienten angewendet.

"Wenn wir keine goldenen Nanokabel haben und das Herzpatch mit einer Elektrode stimulieren, schlagen die Zellen allein an der stimulierten Stelle; mit den Nanokabeln ziehen sich jedoch viele Zellen zusammen, selbst wenn der Reiz weit weg ist," erklärt der Hauptforscher, Dr. Daniel Kohane vom Biomaterialien-Labor und der Arzneimittelverwaltung des Boston Kinderkrankenhauses.

Nach der Inkubation waren die Patches mit goldenen Nanokabeln dicker und ihre Herzmuskelzellen besser organisiert. Durch die Anregung mit elektrischem Strom bewirkten die Zellen eine messbare Erhöhung der Spannung; auch die elektrische Kommunikation zwischen benachbarten Herzzellenbündeln verbesserte sich deutlich. Die Kabel messen 30 Nanometer dick und 3.2 Mikron lang, daher sind sie kaum sichtbar.

Kohane glaubt, dass die Nanokabeltechnologie auf die Konstruktion von elektrisch excitalen Geweben, einschließlich Gehirngewebe und Rückenmark, angewendet werden könnte. Gold wurde als Material gewählt, weil es leicht zu produzierendes leitfähiges Material ist, Wissenschaftler Erfahrung in der Verwendung haben und vom Körper toleriert wird.

Da die Tests bisher nur in Zellkulturen durchgeführt wurden, plant das Team Experimente, um die Pflaster in Tiermodellen zu testen und so ein besseres Verständnis dafür zu erhalten, wie genau die Nanokabel die elektrische Signalisierung und Kontraktion verbessern.

Kohane glaubt, dass die Goldfasern helfen, weil sie lang genug sind, um das Gerüstmaterial zu durchqueren, das die Zellen hält und als Barriere für das elektrische Fahren fungieren kann. Darüber hinaus zeigten die Experimente eine höhere Produktion von Troponin I, ein Protein, das an der Bindung von Kalzium und Kontraktion beteiligt ist; und von Conexin 43, ein Protein an der elektrischen Verbindung zwischen den Zellen beteiligt, das vermutlich eine grundlegende Rolle in der Entwicklung der Architektur des Herzens und in seiner synchronen Kontraktion spielt.

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