Các nhà nghiên cứu tạo ra miếng dán nano cho tim

Các kỹ sư tại Đại học Brown đã tạo ra một miếng dán nano cho tim giúp phục hồi các khu vực bị tổn thương, chẳng hạn như do đau tim.

Các kỹ sư tại Đại học Brown và ở Ấn Độ có một cách tiếp cận mới đầy hứa hẹn để điều trị cho các nạn nhân đau tim. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một miếng dán nano bằng các sợi nano carbon và một loại polymer. Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, mật độ tế bào mô tim tự nhiên trên nan hoa lớn hơn mẫu đối chứng sáu lần, trong khi mật độ tế bào thần kinh tăng gấp đôi. Kết quả được công bố trên Acta Biomaterialia.

Các nhà nghiên cứu đã xây dựng một cấu trúc trông giống như một giàn giáo bao gồm các sợi nano carbon và một loại polymer được chính phủ phê duyệt. Các thử nghiệm cho thấy miếng dán nano tổng hợp đã tái tạo các tế bào mô tim tự nhiên - được gọi là tế bào cơ tim - cũng như các tế bào thần kinh. Nói tóm lại, các thử nghiệm cho thấy rằng một vùng tim đã chết có thể được hồi sinh.

Nếu thành công, phương pháp này sẽ giúp ích cho hàng triệu người. Theo Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ, vào năm 2009, khoảng 785.000 người Mỹ đã bị một cơn đau tim mới liên quan đến sự suy yếu do cơ tim bị sẹo do một cơn đau tim trước đó gây ra. Các nhà nghiên cứu cho biết thêm, 1/3 phụ nữ và 1/5 nam giới đã trải qua cơn đau tim sẽ bị một cơn đau tim khác trong vòng sáu năm, trích dẫn từ Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ.

Các thí nghiệm tại Brown và tại Học viện Công nghệ Ấn Độ Kanpur là các kỹ sư đã sử dụng các sợi nano carbon, các ống hình xoắn với đường kính từ 60 đến 200 nanomet. Các sợi nano carbon hoạt động tốt vì chúng là chất dẫn điện tuyệt vời, thực hiện loại kết nối điện mà trái tim dựa vào để giữ nhịp đập ổn định. Các nhà nghiên cứu đã khâu các sợi nano lại với nhau bằng cách sử dụng polyme axit poly lactic-co-glycolic để tạo thành một lưới dài khoảng 22 mm và dày 15 micron và giống như “một chiếc Band Aid màu đen”, Stout nói. Họ đặt lưới trên một đế thủy tinh để kiểm tra xem liệu các tế bào cơ tim có xâm chiếm bề mặt và phát triển thêm tế bào hay không.

Trong các thử nghiệm với các sợi nano carbon đường kính 200 nanomet được gieo mầm tế bào cơ tim, số lượng tế bào mô tim cư trú trên bề mặt sau 4 giờ nhiều gấp 5 lần so với mẫu đối chứng chỉ bao gồm polyme. Các nhà nghiên cứu báo cáo sau 5 ngày, mật độ của bề mặt lớn hơn 6 lần so với mẫu đối chứng. Mật độ nơ-ron cũng tăng gấp đôi sau bốn ngày, họ nói thêm.

Thomas Webster, phó giáo sư về kỹ thuật và chỉnh hình tại Brown và là tác giả tương ứng của bài báo cho biết giàn giáo hoạt động vì nó đàn hồi và bền, do đó có thể giãn nở và co lại giống như mô tim. Chính vì những đặc tính này và các sợi nano carbon mà các tế bào cơ tim và tế bào thần kinh tập trung lại trên giàn giáo và sinh ra các tế bào mới, có tác dụng tái tạo khu vực này.

Các nhà khoa học muốn điều chỉnh mô hình giàn giáo để bắt chước tốt hơn dòng điện của tim, cũng như xây dựng mô hình trong ống nghiệm để kiểm tra cách vật liệu phản ứng với điện áp và chế độ đập của tim. Họ cũng muốn đảm bảo rằng các tế bào cơ tim phát triển trên giàn giáo được ban tặng các khả năng tương tự như các tế bào mô tim khác.