来源：美国物理研究所（American Institute of Physics）

当发生心脏病发作时，心脏组织中的肌肉可能会结疤，从而影响健康心脏功能所必需的电活动。可以使用药物治疗来减轻进一步的损害，但是这些不会导致组织再生。使用人工材料修补或重建受损的部分已经尝试过，但直到最近才集中于正确心脏手术所需的电性能。

在本周的APL生物工程研究人员中，研究人员将导电生物材料用于心脏修复和治疗。研究人员考虑了使用这些材料的三种方式：制造可在其上再生心脏细胞的支架，制造导电膜以修复受损的组织，以及生产可注射的水凝胶以将药物运送至特定的心脏区域。

当心肌细胞收缩时，心脏就会跳动。心肌由精确定向的纤维组成，因此收缩以扭曲的方式发生。收缩是由来自称为窦房结的特殊细胞的电信号触发的。该信号通过心肌传播到心肌，除非它遇到疤痕组织。用作电绝缘体的疤痕可能会停止此信号，从而干扰收缩。

研究人员现在正在开发导电材料，以通过匹配天然心肌的电导特性来克服疤痕组织的这一问题。本文所审查的材料类型包括小管或碳板；微小的金属纳米粒子，通常是银或金；金属碳化物，包括广泛使用的碳化钛；以及掺杂有特殊物质的聚合物（塑料）可以导电。

引入体内的任何异物必须具有生物相容性，以避免短期和长期毒性。一些毒性问题是微妙的。例如，银纳米颗粒在递送至肺部时具有大小依赖性的毒性。对于许多此类材料，毒性（尤其是长期毒性）尚未得到评估。但是，其中一些物质可能会产生有益的作用。例如，某些称为MXene的金属碳化物可能具有抗炎作用。

共同作者迈克尔·莫纳汉（Michael Monaghan）建议：“被称为PEDOT的聚合物可能最适合用于导电接枝或支架，因为它可以在没有不同支撑材料的情况下制成3-D结构。”研究人员还建议，通过在制备材料时更充分地纯化，可以防止PEDOT的某些毒性。需要进一步研究。

More information: "The rationale and emergence of electroconductive biomaterial scaffolds in cardiac tissue engineering," APL Bioengineering, DOI: 10.1063/1.5116579

原文链接：https://phys.org/news/2019-10-electrically-materials-hearts.html

声明：本文由 Newfellow 编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。