碳纳米管有助于治愈心律问题

2014-10-21 16:28| 发布者: anfzh| 查看: 1047| 评论: 0|来自: 研发埠

摘要: 1985年,在莱斯大学,理查德•斯莫利发现了一种新形式的碳,即著名的布克米尼斯特•富勒烯,简称C60。后来,他紧接着发现了合成碳纳米管的新方法。最近,正当莱斯大学的生物工程师们苦苦寻求一种更加强大的导电支撑来修复病变的心脏的时候,(或许令人惊讶)他们将目光转向了纳米管。

碳纳米管有助于治愈心律问题

1985年,在莱斯大学,理查德•斯莫利发现了一种新形式的碳,即著名的布克米尼斯特•富勒烯,简称C60。后来,他紧接着发现了合成碳纳米管的新方法。最近,正当莱斯大学的生物工程师们苦苦寻求一种更加强大的导电支撑来修复病变的心脏的时候,(或许令人惊讶)他们将目光转向了纳米管。近期发表在ACS Nano期刊上的一篇论文介绍了一种奇妙的新型心脏补丁(如上图中的一些培养皿中)。

我们当中大多数的人都将会经历一次蔚为壮观的生理形态变形,你新生的胎体会填补掉为左、右心房之间的孔洞。形成这种孔洞的原因是胎儿是从胎盘获取氧气,而很明显不是使用他的肺来呼吸氧气。出生后,当肺开始工作时,心脏右侧的压力骤降,这会引发一次复杂的物理、化学变化,最终形成一些封闭的孔洞。多达25%的成年人口尚未完成这一过程,这就会使他们的心脏发育不很理想。除了这一问题,还会出现其他一系列类似的心脏缺陷,许多人存在这样的缺陷,但是它们通常不被重视。

莱斯大学的研究人员先前已经开发出了一种基于几丁聚糖(也称壳聚糖)的水凝胶补丁,这种补丁有助于修复比较严重的心脏缺陷(几丁聚糖是从甲壳类动物的几丁质外壳中提取出来的,如虾的外壳)。心脏细胞能够透过几丁聚糖降解时所形成的网格孔隙,这样就能产生良好的密封性能。问题是这种补丁并不能导电,这种状况的最终结果就是引起心房颤动(这就严重了)。如果补丁中的纳米管的浓度适当,那么心脏就会拥有一个理想的全新支撑。

碳纳米管有助于治愈心律问题

其他的研究员已经证实碳纳米管在构建心脏自主跳动的主体材料方面很有效。最大的问题是心脏细胞是否发现了碳纳米管,虽然心脏细胞对它仅有少量的排斥现象。对于使碳纳米管尽可能保持低浓度状态(最好的补丁,其浓度为百万分之六十七),莱斯大学的工程师们认为他们获得了最佳的混合方式。两性的(兼具亲水性和疏水性)几丁聚糖是一种能够保持纳米管紧密相吸的物质。研究人员还向其中添加了备用的生物材料,即聚己内酯,这是一种较老的材料。其同样会降解,然后产生一种原始的机械支撑。

研究团队发现这种补丁所支持的电传导速度至少与心脏的自身组织的(22±9cm/s)一样好,其足以充当全厚度的心壁补丁。这种情况下,没有人不希望“与自然心脏一样好”。 心脏中出现孔洞─临床上称为卵圆孔未闭─是一种成长缺陷,从唐氏综合症到胎儿酒精综合症,任何病因都可能引起。一旦这些孔洞被封闭,许多人就会发现那些貌似不相干的症状都会消失,比如偏头痛或血栓。毫不意外,当前也存在一些修复更加严重的心脏缺陷的技术,但是目前没有哪一个能比得上活导电组织补丁。

译自:http://www.extremetech.com/extreme/190939-carbon-nanotube-patches-can-keep-your-heart-pumping-longer-better-stronger

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