Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне разработали инновационный биогибридный сердечный интерфейс, который может управлять живыми клетками сердца с помощью света. Технология позволяет стимулировать ткани сердца как электрически, так и механически, без использования традиционных металлических электродов.
Результаты исследования опубликовано в клеточных биоматериалах и промаркировать в соответствии с исследователи из Калифорнийского университета в Ирвайне, является важным шагом в разработке новых методов исследования и вариантов лечения сердечно-сосудистых заболеваний.
Свет как альтернатива электродам
Ядром технологии является многослойный полимерный материал, способный преобразовывать свет в электрические сигналы. Когда материал подвергается воздействию импульсов видимого зеленого света, он генерирует так называемые фототоки. Они стимулируют сердечные клетки сокращаться синхронно, подобно естественному сердцебиению.
В отличие от традиционных методов стимуляции, в которых используются жесткие металлические электроды, этот биогибридный интерфейс является мягким и гибким. Это снижает риск повреждения тканей и делает более возможным длительное использование в биологической среде. Кроме того, этот материал лучше соответствует динамичной, постоянно движущейся природе сердца.
Реалистичная модель для исследования сердца
Для разработки системы клетки сердца крысы выращивали на оптоэлектронной подложке. Эти клетки были организованы в структуру, напоминающую структуру волокон сердечной ткани человека. Отлив структуру в тонкую гибкую форму, исследователи смогли точно измерить как электрическую стимуляцию, так и механическую реакцию ткани.
Важным отличием от существующих методов, таких как оптогенетика, является то, что этот метод не требует генетической модификации клеток. Это делает технологию более широко применимой, в том числе для исследований с неадаптированными тканями человека.
Возможности для разработки лекарств
Исследователи видят важное применение в исследованиях лекарств и изучении болезней сердца. Современные лабораторные модели часто используют электроды для стимуляции сердечной ткани, что может привести к ошибкам измерений или нарушению работы биологической системы. Альтернативные модели часто упускают из виду сложность реальных взаимодействий сердечной ткани.
Этот биогибридный интерфейс позволяет исследователям тестировать лекарства непосредственно на живой, контролируемой светом ткани сердца и одновременно анализировать несколько параметров. Учитывайте электрический отклик, силу сокращения и структурные изменения в клетках. Это дает более полную и реалистичную картину того, как лекарства влияют на сердце.
Клинические варианты
Помимо применения в лаборатории, исследователи также рассматривают клинические возможности. Например, в будущем эту технологию можно будет использовать в качестве имплантируемого «сердечного пластыря», который поддерживает поврежденную сердечную ткань с помощью целенаправленной светоконтролируемой стимуляции.
Поскольку система является гибкой и не содержит металлических компонентов, она, по-видимому, лучше подходит для интеграции в организм, чем существующие технологии кардиостимуляторов. Однако необходимы дальнейшие разработки, например, чтобы заставить систему работать со световыми волнами, которые могут проникать глубже в ткани, например, в ближнем инфракрасном диапазоне.
По мнению исследователей, эта технология предлагает новую платформу, на которой объединяются биология, материаловедение и оптоэлектроника. Таким образом, это может способствовать как фундаментальным исследованиям, так и разработке новых, менее инвазивных стратегий лечения пациентов с заболеваниями сердца.
Новая технология кардиостимулятора
В прошлом году кардиологи больницы Хага представили новая технология для имплантации кардиостимулятора. Живая демонстрация во время конференции Европейской ассоциации сердечного ритма показала, как кардиостимулятор устанавливается через яремную вену вместо традиционной паховой вены.
Метод, который впервые был использован в Европе шесть лет назад, уже некоторое время привлекает международный интерес. HagaZiekenhuis совместно с Цюрихским университетом проводит обучение кардиологов этой технике. По мнению участвующих врачей, этот подход дает пациентам преимущества: меньшая боль, меньшая вероятность осложнений и более быстрое выздоровление. Кроме того, путь через шею короче, что облегчает процедуру. Эту технологию рассматривают как удобную для пациентов инновацию в кардиологической помощи.
2026-03-26 13:01:00
1774532487
#Светоуправляемый #биогибридный #интерфейс #контролирует #ткани #сердца
Ещё по этой теме
