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來源：美國物理研究所（American Institute of Physics）

當發(fā)生心臟病發(fā)作時，心臟組織中的肌肉可能會結(jié)疤，從而影響健康心臟功能所必需的電活動。可以使用藥物治療來減輕進一步的損害，但是這些不會導致組織再生。使用人工材料修補或重建受損的部分已經(jīng)嘗試過，但直到最近才集中于正確心臟手術(shù)所需的電性能。

在本周的APL生物工程研究人員中，研究人員將導電生物材料用于心臟修復和治療。研究人員考慮了使用這些材料的三種方式：制造可在其上再生心臟細胞的支架，制造導電膜以修復受損的組織，以及生產(chǎn)可注射的水凝膠以將藥物運送至特定的心臟區(qū)域。

當心肌細胞收縮時，心臟就會跳動。心肌由精確定向的纖維組成，因此收縮以扭曲的方式發(fā)生。收縮是由來自稱為竇房結(jié)的特殊細胞的電信號觸發(fā)的。該信號通過心肌傳播到心肌，除非它遇到疤痕組織。用作電絕緣體的疤痕可能會停止此信號，從而干擾收縮。

研究人員現(xiàn)在正在開發(fā)導電材料，以通過匹配天然心肌的電導特性來克服疤痕組織的這一問題。本文所審查的材料類型包括小管或碳板；微小的金屬納米粒子，通常是銀或金；金屬碳化物，包括廣泛使用的碳化鈦；以及摻雜有特殊物質(zhì)的聚合物（塑料）可以導電。

引入體內(nèi)的任何異物必須具有生物相容性，以避免短期和長期毒性。一些毒性問題是微妙的。例如，銀納米顆粒在遞送至肺部時具有大小依賴性的毒性。對于許多此類材料，毒性（尤其是長期毒性）尚未得到評估。但是，其中一些物質(zhì)可能會產(chǎn)生有益的作用。例如，某些稱為MXene的金屬碳化物可能具有抗炎作用。

共同作者邁克爾·莫納漢（Michael Monaghan）建議：“被稱為PEDOT的聚合物可能最適合用于導電接枝或支架，因為它可以在沒有不同支撐材料的情況下制成3-D結(jié)構(gòu)。”研究人員還建議，通過在制備材料時更充分地純化，可以防止PEDOT的某些毒性。需要進一步研究。

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

原文鏈接：https://phys.org/news/2019-10-electrically-materials-hearts.html

聲明：本文由 Newfellow 編譯，中文內(nèi)容僅供參考，一切內(nèi)容以英文原版為準。