En las últimas décadas, científicos y médicos han logrado grandes avances en el tratamiento de problemas cardíacos, en particular con el desarrollo en los últimos años de los llamados "parches cardíacos". "franjas de tejido cardíaco diseñado que pueden reemplazar el músculo cardíaco dañado durante un ataque cardíaco.

Gracias al trabajo de Charles Lieber y otros, el próximo salto puede estar a la vista.

El Mark Hyman, Profesor Jr. de Química y Director del Departamento de Química y Biología Química, Lieber, el becario postdoctoral Xiaochuan Dai y otros coautores de un estudio que describe la construcción de andamios electrónicos a nanoescala que se pueden sembrar con células cardíacas para producir un parche cardíaco "biónico". El estudio se describe en un artículo del 27 de junio publicado en Nanotecnología de la naturaleza .

"Creo que uno de los mayores impactos sería, en última instancia, en el área que implica el reemplazo del tejido cardíaco dañado con parches de tejido preformados". "Dijo Lieber." En lugar de simplemente implantar un parche de ingeniería construido sobre un andamio pasivo, nuestros trabajos sugieren que será posible implantar quirúrgicamente un parche inervado que ahora podría monitorear y ajustar sutilmente su desempeño ".

Una vez implantado, Lieber dijo:el parche biónico podría actuar de manera similar a un marcapasos:administrando descargas eléctricas para corregir la arritmia, pero las posibilidades no terminan ahí.

"En este estudio, hemos demostrado que podemos cambiar la frecuencia y la dirección de propagación de la señal, ", continuó." Creemos que podría ser muy importante para controlar la arritmia y otras afecciones cardíacas ".

A diferencia de los marcapasos tradicionales, Lieber dijo:el parche biónico, debido a que sus componentes electrónicos están integrados en todo el tejido, puede detectar la arritmia mucho antes, y operan a voltajes mucho más bajos.

"Incluso antes de que una persona comenzara a sufrir una arritmia a gran escala que con frecuencia causa daños irreversibles u otros problemas cardíacos, esto podría detectar las inestabilidades tempranas e intervenir antes, ", dijo." También puede monitorear continuamente la retroalimentación del tejido y responder activamente ".

"Y un marcapasos normal, porque está en la superficie, tiene que usar voltajes relativamente altos, "Añadió Lieber.

El parche también puede resultar útil, Lieber dijo:como una herramienta para monitorear las respuestas a los medicamentos cardíacos, o para ayudar a las empresas farmacéuticas a evaluar la eficacia de los medicamentos en desarrollo.

Igualmente, el parche cardíaco biónico también puede ser una plataforma única, además mencionó, estudiar el comportamiento de los tejidos que evolucionan durante algunos procesos de desarrollo, como el envejecimiento, isquemia o diferenciación de células madre en células cardíacas maduras.

Aunque el parche cardíaco biónico aún no se ha implantado en animales, "Estamos interesados ​​en identificar colaboradores que ya estén investigando la implantación de parches cardíacos para tratar el infarto de miocardio en un modelo de roedor, ", dijo." No creo que sea difícil construir esto en una forma más simple, sistema fácilmente implantable ".

A largo plazo, Lieber cree, El desarrollo de andamios de tejido a nanoescala representa un nuevo paradigma para integrar la biología con la electrónica de una manera prácticamente perfecta.

Usando la tecnología de electrónica inyectable que fue pionera el año pasado, Lieber incluso sugirió que algún día los parches cardíacos similares podrían administrarse simplemente por inyección.

"En realidad, puede ser que, en el futuro, esto no se hará con un parche quirúrgico, ", dijo." Podríamos simplemente hacer una co-inyección de células con la malla, y se ensambla dentro del cuerpo, por lo que es menos invasivo ".