由碳纳米管制成的薄而柔韧的纤维现已证明能够桥接受损的心脏组织并提供保持心脏跳动所需的电信号。

德克萨斯心脏研究所(THI)的科学家报告说，他们使用莱斯大学发明的生物相容性纤维进行的研究表明，将它们直接缝合到受损组织中可以恢复心脏的电功能。

“我们实际上通过创建一个桥梁来绕过心脏损伤的伤口区域来纠正心脏最大的主要泵房的病变传导，而不是震惊和去纤颤，”心脏病专家和导演Mehdi Razavi博士说。 THI的电生理学临床研究和创新，与Rice化学和生物分子工程师Matteo Pasquali共同领导该研究。

“今天没有技术可以治疗导致猝死，室性心律失常的第一大原因，”Razavi说。“这些心律失常是由心脏下腔室的脉冲组织紊乱引起的，并且由于充血性心力衰竭或扩张型心肌病等其他疾病导致心脏病发作或患有疤痕的心脏组织后患者难以治疗。”

临床前模型的研究结果在美国心脏协会的循环：心律失常和电生理学中作为开放获取编辑选择出现。该协会通过2015年的拨款资助了该研究。

该研究源于Pasquali实验室开创性的2013年发明，该实验是一种用碳纳米管制造导电纤维的方法。该实验室的第一个线状纤维是人类头发宽度的四分之一，但含有数以千万计的微观纳米管。这些光纤还正在研究与大脑的电接口，用于人工耳蜗，柔性天线以及汽车和航空航天应用。

实验表明，无毒，聚合物涂层纤维，其末端剥离作为电极，在大型临床前模型和啮齿动物的月度测试中有效恢复功能，无论初始传导是否减慢，切断或阻塞，根据研究人员。他们发现，无论是否存在起搏器，这些纤维都能达到目的。

他们写道，在啮齿动物中，当纤维被移除时，传导消失。

“用碳纳米管纤维重建心脏传导有可能彻底改变心脏电紊乱治疗，这是美国最常见的致死原因之一，”共同主要作者Mark McCauley表示，他进行了许多实验。作为THI的博士后研究员。他现在是伊利诺伊大学医学院临床医学助理教授。

“我们的实验为使用合成材料治疗而不是药物治疗美国和世界上许多发展中国家猝死的主要原因提供了第一次科学支持，”Razavi补充道。

Pasquali说，在程序转向人体测试之前，仍有许多问题存在。研究人员必须建立一种使用微创导管将纤维缝合到位的方法，并确保纤维具有足够的强度和柔韧性，以便长期为持续跳动的心脏服务。他说，他们还必须确定纤维的长度和长度，确切地说需要携带多少电量，以及它们在年轻患者心中的表现如何。

“灵活性非常重要，因为心脏不断搏动和移动，因此任何附着在心脏表面的东西都会变形和弯曲，”帕斯夸利说，他在莱斯布朗工程学院和威斯自然科学学院任教。

“良好的界面接触对于拾取和传递电信号也至关重要，”他说。“过去，必须将多种材料结合起来，以实现导电性和有效接触。这些光纤具有内置设计的特性，极大地简化了器件结构，降低了由于多层分层造成的长期失效风险或涂料“。

Razavi指出，尽管有许多有效的抗心律失常药物，但在心脏病发作后患者常常禁忌使用这些药物。“治疗上真正需要的是增加传导，”他说。“碳纳米管纤维具有金属的导电性能，但足够灵活，可以让我们导航并将能量输送到精致受损心脏的特定区域。”