Los bioingenieros de Trinity han desarrollado un parche prototipo que hace el mismo trabajo que los aspectos cruciales del tejido cardíaco.

Su parche resiste las demandas mecánicas e imita las propiedades de señalización eléctrica que permiten a nuestros corazones bombear sangre rítmicamente alrededor de nuestro cuerpo. Su trabajo esencialmente nos acerca un paso más a un diseño funcional que podría reparar un corazón roto.

Uno de cada seis hombres y una de cada siete mujeres en la UE sufrirán un infarto en algún momento de sus vidas. En todo el mundo, la enfermedad cardíaca mata a más mujeres y hombres, independientemente de la raza, que cualquier otra enfermedad.

Los parches cardíacos revestidos con células cardíacas se pueden aplicar quirúrgicamente para restaurar el tejido cardíaco en pacientes a los que se les ha extirpado tejido dañado después de un ataque cardíaco y para reparar defectos cardíacos congénitos en bebés y niños.

Por último, aunque, el objetivo es crear parches sin células que puedan restaurar el latido sincrónico de las células del corazón, sin alterar el movimiento del músculo cardíaco.

Los bioingenieros informan de su trabajo, que nos acerca un paso más a tal realidad, en el diario Materiales funcionales avanzados .

Michael Monaghan, profesor asistente de ussher en ingeniería biomédica en Trinity, y autor principal del artículo, dijo:

"A pesar de algunos avances en el campo, Las enfermedades cardíacas siguen representando una enorme carga para nuestros sistemas sanitarios y la calidad de vida de los pacientes en todo el mundo. Nos afecta a todos, ya sea directa o indirectamente a través de familiares y amigos. Como resultado, Los investigadores buscan continuamente desarrollar nuevos tratamientos que pueden incluir tratamientos con células madre, inyecciones de gel de biomaterial y dispositivos de asistencia ".

"El nuestro es uno de los pocos estudios que analiza un material tradicional, y a través de un diseño efectivo nos permite imitar el movimiento mecánico dependiente de la dirección del corazón, que puede sostenerse repetidamente. Esto se logró a través de un método novedoso llamado 'electroescritura por fusión' y, a través de una estrecha colaboración con los proveedores ubicados a nivel nacional, pudimos personalizar el proceso para adaptarlo a nuestras necesidades de diseño ".

Este trabajo se realizó en el Centro Trinity de Ingeniería Biomédica, con sede en el Trinity Biomedical Sciences Institute en colaboración con Spraybase, una subsidiaria de Avectas Ltd. Fue financiado por Enterprise Ireland a través del Programa de Asociación para la Innovación (IPP).

Dra. Gillian Hendy, El director de Spraybase es coautor del artículo. El Dr. Hendy elogió al equipo de Trinity por el trabajo completado y los avances realizados en el sistema Spraybase Melt Electrowriting (MEW).

El éxito logrado por el equipo destaca las posibles aplicaciones de esta novedosa tecnología en el campo cardíaco y captura de manera sucinta los beneficios de la colaboración industrial y académica. a través de plataformas como el IPP.

La ingeniería de materiales de reemplazo para el tejido cardíaco es un desafío, ya que es un órgano que se mueve y contrae constantemente. Las demandas mecánicas del músculo cardíaco (miocardio) no se pueden satisfacer utilizando polímeros termoplásticos a base de poliéster, que son predominantemente las opciones aprobadas para aplicaciones biomédicas.

Sin embargo, la funcionalidad de los polímeros termoplásticos podría aprovecharse gracias a su geometría estructural. Luego, los bioingenieros se dispusieron a hacer un parche que pudiera controlar la expansión de un material en múltiples direcciones y ajustarlo utilizando un enfoque de diseño de ingeniería.

Los parches se fabricaron mediante electroescritura en fusión, una tecnología central de Spraybase, que es reproducible, preciso, y escalable. Los parches también se recubrieron con el polímero polipirrol electroconductor para proporcionar conductividad eléctrica mientras se mantiene la compatibilidad de la celda.

El parche resistió el estiramiento repetido, que es una preocupación dominante para los biomateriales cardíacos, y mostró buena elasticidad, para imitar con precisión esa propiedad clave del músculo cardíaco.

El profesor Monaghan agregó:

"Esencialmente, nuestro material responde a una gran cantidad de requisitos. El material a granel está actualmente aprobado para su uso en dispositivos médicos. el diseño se adapta al movimiento del corazón que bombea, y se ha funcionalizado para adaptarse a la señalización entre tejidos contráctiles aislados ".

"Este estudio informa actualmente sobre el desarrollo de nuestro método y diseño, pero ahora estamos ansiosos por promover la próxima generación de diseños y materiales con el objetivo final de aplicar este parche como terapia para un ataque cardíaco ".

Dr. Dinorath Olvera, Trinidad, primer autor del artículo, adicional:

"Nuestros parches electroconductores apoyan la conducción eléctrica entre tejido biológico en un modelo ex vivo. Por lo tanto, estos resultados representan un paso significativo hacia la generación de un parche de bioingeniería capaz de recapitular aspectos del tejido cardíaco, es decir, su movimiento mecánico y señalización eléctrica".