Los investigadores de la Universidad Rice y el Instituto del Corazón de Texas están estudiando el uso de fibras flexibles hechas de nanotubos de carbono para restaurar la conductividad eléctrica al tejido cardíaco dañado.

Con el apoyo de la American Heart Association, Estas instituciones probarán la capacidad de las fibras para cerrar brechas eléctricas en los tejidos causadas por arritmias cardíacas que afectan a más de 4 millones de estadounidenses cada año.

Un corazón que late está controlado por señales eléctricas que inducen a sus tejidos a contraerse y relajarse. Las cicatrices en el tejido cardíaco conducen poca o ninguna electricidad. Suave, Las fibras altamente conductoras ofrecen una forma de evitar esos huecos.

"Son como cables de extensión, "dijo Mehdi Razavi, el director de investigación clínica de electrofisiología del Texas Heart Institute e investigador principal del proyecto. "Nos permiten recoger la carga de un lado de la cicatriz y llevarla al otro lado. Básicamente, estamos provocando un cortocircuito ".

Las fibras de nanotubos desarrolladas en Rice por el laboratorio del químico e ingeniero químico Matteo Pasquali tienen aproximadamente una cuarta parte del grosor de un cabello humano. Pero incluso una pieza de material de una pulgada de largo contiene millones de nanotubos, cilindros microscópicos de carbono puro descubiertos a principios de la década de 1990.

Aunque las fibras se desarrollaron para reemplazar millas de cables en aviones comerciales para ahorrar peso, su potencial para aplicaciones médicas se hizo evidente rápidamente, Dijo Pasquali.

"No diseñamos la fibra para que sea suave, pero resulta ser mecánicamente muy similar a una sutura, ", dijo." Y tiene toda la función eléctrica necesaria para una aplicación como esta ".

Porque las fibras son suaves, flexible y extremadamente resistente, Se espera que sean mucho más adecuados para aplicaciones biológicas que los cables metálicos utilizados para suministrar energía a dispositivos como marcapasos. Ya han demostrado potencial para ayudar a las personas con la enfermedad de Parkinson que requieren implantes cerebrales para tratar su afección neurológica.

"Las personas que progresan a insuficiencia cardíaca pueden tener la formación de tejido cicatricial con el tiempo, "dijo Mark McCauley, un electrofisiólogo cardíaco en el Texas Heart Institute. "Hay muchas formas diferentes en que las cicatrices pueden afectar la conducción en el corazón. Recientemente, nos ha interesado más el desarrollo de cicatrices después de un ataque cardíaco, pero creemos que esta fibra puede ayudarnos a tratar todo tipo de arritmias cardíacas y problemas de conducción eléctrica ".

"Los propios alambres de metal pueden causar cicatrices en los tejidos, "dijo Flavia Vitale, un científico investigador en el laboratorio de Pasquali que está desarrollando aplicaciones de fibra de nanotubos. "Si piensa en insertar una aguja en su piel, eventualmente tu piel reaccionará y la aislará por completo, porque es rígido. Se formará una cicatriz alrededor de la aguja.

"Pero estas fibras son únicas, ", dijo." Son más pequeños y más flexibles que un cabello humano y tan fuertes que pueden resistir la fatiga por flexión debido a los constantes latidos del corazón ".

Vitale notó que la baja impedancia de las fibras (su resistencia a la corriente) permite que la electricidad se mueva del tejido al puente y viceversa con facilidad. mucho mejor que con alambres de metal.

Los investigadores están probando la biocompatibilidad de las fibras, pero esperan que los ensayos en humanos no estén a más de unos pocos años de distancia.

Razavi dijo una caja fuerte, Una forma eficaz de conducir la electricidad a través del tejido cardíaco con cicatrices revolucionará el tratamiento. "Si estos estudios más extensos confirman nuestros hallazgos iniciales, estará a nuestro alcance un cambio de paradigma en el tratamiento de la muerte súbita cardíaca, dado que, por primera vez, la causa subyacente de estos eventos puede corregirse de forma permanente, " él dijo.

Pasquali dijo que le complace ver una nueva forma en que la nanotecnología, por la que Rice es reconocida, puede ayudar a salvar vidas. "Hemos estado entusiasmados desde el principio por conocer las áreas de los demás y proponer usos para el material, ", dijo sobre su amistad - y ahora colaboración - con Razavi." Estamos decididos a encontrar formas de tratar en lugar de controlar la enfermedad ".