Cientistas e médicos nas últimas décadas deram grandes saltos no tratamento de problemas cardíacos - particularmente com o desenvolvimento nos últimos anos dos chamados "adesivos cardíacos, "faixas de tecido cardíaco projetado que podem substituir o músculo cardíaco danificado durante um ataque cardíaco.

Graças ao trabalho de Charles Lieber e outros, o próximo salto pode estar à vista.

The Mark Hyman, Professor Jr. de Química e Catedrático do Departamento de Química e Biologia Química, Lieber, Xiaochuan Dai, colega de pós-doutorado, e outros co-autores de um estudo que descreve a construção de andaimes eletrônicos em nanoescala que podem ser semeados com células cardíacas para produzir um patch cardíaco "biônico". O estudo é descrito em um artigo de 27 de junho publicado em Nature Nanotechnology .

"Acho que um dos maiores impactos seria, em última análise, na área que envolve a substituição do tecido cardíaco danificado por manchas de tecido pré-formadas, "Lieber disse." Em vez de simplesmente implantar um patch projetado construído em um andaime passivo, nossos trabalhos sugerem que será possível implantar cirurgicamente um patch inervado que agora seria capaz de monitorar e ajustar sutilmente seu desempenho. "

Uma vez implantado, Lieber disse, o adesivo biônico poderia agir de forma semelhante a um marca-passo - aplicando choques elétricos para corrigir a arritmia, mas as possibilidades não param por aí.

"Neste estudo, mostramos que podemos mudar a frequência e a direção da propagação do sinal, "Ele continuou." Acreditamos que pode ser muito importante para controlar a arritmia e outras condições cardíacas.

Ao contrário dos marcapassos tradicionais, Lieber disse, o adesivo biônico - porque seus componentes eletrônicos são integrados em todo o tecido - pode detectar arritmia muito mais cedo, e operar em tensões muito mais baixas.

"Mesmo antes de uma pessoa começar a ter arritmia em grande escala, que frequentemente causa danos irreversíveis ou outros problemas cardíacos, isso poderia detectar as instabilidades em estágio inicial e intervir mais cedo, "ele disse." Ele também pode monitorar continuamente o feedback do tecido e responder ativamente. "

"E um marcapasso normal, porque está na superfície, tem que usar tensões relativamente altas, "Lieber acrescentou.

O patch também pode encontrar uso, Lieber disse, como uma ferramenta para monitorar as respostas sob medicamentos cardíacos, ou para ajudar as empresas farmacêuticas a rastrear a eficácia dos medicamentos em desenvolvimento.

Da mesma forma, o adesivo cardíaco biônico também pode ser uma plataforma única, ele ainda mencionou, para estudar o comportamento do tecido que evolui durante alguns processos de desenvolvimento, como envelhecimento, isquemia ou diferenciação de células-tronco em células cardíacas maduras.

Embora o adesivo cardíaco biônico ainda não tenha sido implantado em animais, "estamos interessados ​​em identificar colaboradores que já estão investigando o implante de patch cardíaco para tratar infarto do miocárdio em modelo de roedor, "ele disse." Eu não acho que seria difícil construir isso de uma forma mais simples, sistema facilmente implantável. "

A longo prazo, Lieber acredita, o desenvolvimento de andaimes de tecido em nanoescala representa um novo paradigma para a integração da biologia com a eletrônica de uma forma virtualmente contínua.

Usando a tecnologia de eletrônicos injetáveis ​​que ele foi pioneiro no ano passado, Lieber até sugeriu que adesivos cardíacos semelhantes poderiam um dia ser simplesmente administrados por injeção.

"Pode realmente ser isso, no futuro, isso não será feito com um patch cirúrgico, "disse ele." Poderíamos simplesmente fazer uma co-injeção de células com a malha, e se monta dentro do corpo, por isso é menos invasivo. "