Os bioengenheiros da Trinity desenvolveram um patch protótipo que faz o mesmo trabalho que aspectos cruciais do tecido cardíaco.

Seu patch resiste às demandas mecânicas e imita as propriedades de sinalização elétrica que permitem que nosso coração bombeie o sangue ritmicamente por nosso corpo. Seu trabalho essencialmente nos leva um passo mais perto de um design funcional que pode consertar um coração partido.

Um em cada seis homens e uma em cada sete mulheres na UE sofrerá um ataque cardíaco em algum momento de suas vidas. No mundo todo, a doença cardíaca mata mais mulheres e homens, independentemente da raça, do que qualquer outra doença.

Os adesivos cardíacos revestidos com células cardíacas podem ser aplicados cirurgicamente para restaurar o tecido cardíaco em pacientes que tiveram o tecido danificado removido após um ataque cardíaco e para reparar defeitos cardíacos congênitos em bebês e crianças.

Em última análise, no entanto, o objetivo é criar adesivos livres de células que podem restaurar o batimento síncrono das células do coração, sem prejudicar o movimento do músculo cardíaco.

Os bioengenheiros relatam seu trabalho, o que nos leva um passo mais perto de tal realidade, no jornal Materiais Funcionais Avançados .

Michael Monaghan, professor assistente de ingresso em engenharia biomédica na Trinity, e autor sênior do artigo, disse:

“Apesar de alguns avanços na área, as doenças cardíacas ainda representam um grande fardo para os nossos sistemas de saúde e para a qualidade de vida dos pacientes em todo o mundo. Afeta a todos nós, direta ou indiretamente, por meio da família e dos amigos. Como resultado, os pesquisadores estão continuamente procurando desenvolver novos tratamentos que podem incluir tratamentos com células-tronco, injeções de gel de biomaterial e dispositivos auxiliares. "

“O nosso é um dos poucos estudos que olha para um material tradicional, e através de um design eficaz nos permite imitar o movimento mecânico dependente da direção do coração, que pode ser sustentado repetidamente. Isso foi alcançado por meio de um novo método chamado 'eletrogravação por fusão' e, por meio de uma estreita colaboração com os fornecedores localizados em todo o país, pudemos personalizar o processo para atender às nossas necessidades de projeto. "

Este trabalho foi realizado no Trinity Center for Biomedical Engineering, baseado no Trinity Biomedical Sciences Institute em colaboração com Spraybase, uma subsidiária da Avectas Ltd. Foi fundada pela Enterprise Ireland por meio do Innovation Partnership Program (IPP).

Dra. Gillian Hendy, o diretor da Spraybase é co-autor do artigo. O Dr. Hendy elogiou a equipe da Trinity pelo trabalho concluído e pelos avanços feitos no Sistema Spraybase Melt Electrowriting (MEW).

O sucesso alcançado pela equipe destaca as aplicações potenciais desta nova tecnologia no campo cardíaco e captura de forma sucinta os benefícios da indústria e da colaboração acadêmica, através de plataformas como o IPP.

A engenharia de materiais de reposição para o tecido cardíaco é um desafio, pois é um órgão em constante movimento e contração. As demandas mecânicas do músculo cardíaco (miocárdio) não podem ser atendidas usando polímeros termoplásticos à base de poliéster, que são predominantemente as opções aprovadas para aplicações biomédicas.

Contudo, a funcionalidade dos polímeros termoplásticos pode ser alavancada por sua geometria estrutural. Os bioengenheiros então começaram a fazer um patch que pudesse controlar a expansão de um material em várias direções e ajustá-lo usando uma abordagem de projeto de engenharia.

Os patches foram fabricados por eletrogravação por fusão - uma tecnologia central da Spraybase - que é reproduzível, preciso, e escalável. Os patches também foram revestidos com polipirrol de polímero eletrocondutor para fornecer condutividade elétrica, mantendo a compatibilidade celular.

O patch resistiu a alongamentos repetidos, que é uma preocupação dominante para biomateriais cardíacos, e mostrou boa elasticidade, para imitar com precisão essa propriedade-chave do músculo cardíaco.

O professor Monaghan acrescentou:

"Essencialmente, nosso material atende a muitos requisitos. O material a granel está atualmente aprovado para uso de dispositivo médico, o design acomoda o movimento do coração pulsante, e foi funcionalizado para acomodar a sinalização entre os tecidos contráteis isolados. "

"Este estudo relata atualmente o desenvolvimento de nosso método e design, mas agora estamos ansiosos para promover a próxima geração de designs e materiais com o objetivo final de aplicar este adesivo como uma terapia para um ataque cardíaco. "

Dr. Dinorath Olvera, Trindade, primeiro autor do artigo, adicionado:

"Nossos patches eletrocondutores suportam a condução elétrica entre o tecido biológico em um modelo ex vivo. Esses resultados, portanto, representam um passo significativo para a geração de um patch de bioengenharia capaz de recapitular aspectos do tecido cardíaco - ou seja, seu movimento mecânico e sinalização elétrica."