Eftersom hjärtat är ett så känsligt och kritiskt organ, Kliniker väljer vanligtvis att inte ingripa med de döda celler som finns kvar efter en hjärtinfarkt eller hjärtsjukdom. "Men vi tycker att alla hjärtinfarkter förtjänar någon form av behandling eftersom det sätter så mycket stress på resten av hjärtat, sa Thomas Webster, professor och ordförande vid Institutionen för kemiteknik. Till och med en kvadratcentimeter död hjärtvävnad kan belasta resten av hjärtat avsevärt, som måste ta tag i det, han sa.
Websters tidigare arbete visade att att lägga till nanofunktioner till en implanterad medicinsk utrustning som ett titanium knä eller höftled hjälper broskcellerna att fästa vid enheten. Detta främjar vävnadstillväxt och gör att patienten lättare kan läka, han förklarade. Även om hans teammedlemmar inte vet exakt varför detta händer, de har en bra idé. De tror att nanofunktionerna tillåter ytan att mer exakt efterlikna den naturliga miljön i kroppen, vilket ger mer beboeliga boenden för de nya cellerna.
Men titanhjärtan är inte ett gångbart alternativ. Istället, de använde en hydrogel, som de hade utvecklat tidigare, att härma själva hjärtcellerna. De lade till kolnanorör till hydrogelen, gör den ledande, och sedan injicerade materialet i hjärtat, där det stelnar vid kroppstemperatur. Eftersom hydrogelen är "superklibbig, " den fäster extremt bra på vävnadens yta och börjar omedelbart expandera och dra ihop sig i takt med hjärtats slag. Även om teamet ännu inte har testat materialet i en djurmodell, den har simulerat dessa förhållanden i labbet.
Ännu en gång, genom att efterlikna den naturliga miljön, de såg "förbättrad förmåga hos kardiomyocyter [hjärtmuskelceller] att fästa, att föröka sig, och sedan för att utsöndra kemikalierna de utsöndrar under normala, hälsosam hjärtfunktion, " sa Webster. De såg också bättre blodkärlsproduktion. Vidare, materialet verkade dämpa fibroblastcellernas funktion, som bildas i ärrvävnad. Eftersom ärrvävnaden är tjock och oflexibel, den är inte särskilt väl lämpad för hjärtat, som ständigt ändrar form, sa Webster.
"Vi tror att vi har gått så långt vi kan in vitro, perfektion förhoppningsvis varje steg på vägen, sa Webster.
