Synthetic recovery of impulse propagation in myocardial infarction via silicon carbide semiconductive nanowires.
Synthetic recovery of impulse propagation in myocardial infarction via silicon carbide semiconductive nanowires.
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DOI：
10.1038/s41467-021-27637-2
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发表时间：
2022-01-10
影响因子：
16.6
通讯作者：
Miragoli M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lagonegro P;Rossi S;Salvarani N;Lo Muzio FP;Rozzi G;Modica J;Bigi F;Quaretti M;Salviati G;Pinelli S;Alinovi R;Catalucci D;D'Autilia F;Gazza F;Condorelli G;Rossi F;Miragoli M
心肌梗死在全世界造成730万人死亡，大多数是由于电起源于左心室受损区域的纤维性颤动。传统的心脏旁路移植术和经皮冠状动脉介入术允许下游组织的再灌注，但不能抵消源于梗死区域的生物电改变。遗传、细胞和组织工程疗法是有希望的途径，但需要数天/数月才能允许适当的功能性组织再生。在这里，我们设计了生物相容的碳化硅纳米线，通过膜纳米桥的形成，合成耦合，隔离跳动的心肌细胞的距离，恢复生理细胞-细胞电导，从而允许在其他未耦合细胞的生物电活动的同步。在左心室梗塞区域中局部原位多次注射纳米线允许快速恢复穿过受损区域的脉冲传播，并恢复电描记图参数和传导速度。在这里，我们提出这种纳米医学干预作为减少急性心肌梗死后室性心律失常的策略。硅基材料具有支持生物电活动的能力。在这里，作者展示了可注射碳化硅纳米线如何减少心律失常并快速恢复心肌梗死模型中的传导。
Myocardial infarction causes 7.3 million deaths worldwide, mostly for fibrillation that electrically originates from the damaged areas of the left ventricle. Conventional cardiac bypass graft and percutaneous coronary interventions allow reperfusion of the downstream tissue but do not counteract the bioelectrical alteration originated from the infarct area. Genetic, cellular, and tissue engineering therapies are promising avenues but require days/months for permitting proper functional tissue regeneration. Here we engineered biocompatible silicon carbide semiconductive nanowires that synthetically couple, via membrane nanobridge formations, isolated beating cardiomyocytes over distance, restoring physiological cell-cell conductance, thereby permitting the synchronization of bioelectrical activity in otherwise uncoupled cells. Local in-situ multiple injections of nanowires in the left ventricular infarcted regions allow rapid reinstatement of impulse propagation across damaged areas and recover electrogram parameters and conduction velocity. Here we propose this nanomedical intervention as a strategy for reducing ventricular arrhythmia after acute myocardial infarction. Silicon-based materials have the ability to support bioelectrical activity. Here the authors show how injectable silicon carbide nanowires reduce arrhythmias and rapidly restore conduction in a myocardial infarction model.
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DOI：
10.1073/pnas.1712612114
发表时间：
2017-11-07
影响因子：
11.1
作者：
Gesmundo I;Miragoli M;Carullo P;Trovato L;Larcher V;Di Pasquale E;Brancaccio M;Mazzola M;Villanova T;Sorge M;Taliano M;Gallo MP;Alloatti G;Penna C;Hare JM;Ghigo E;Schally AV;Condorelli G;Granata R
通讯作者：
Granata R
纳米电子生物学领域：从纳米探针进行活细胞中的动作潜在记录到三维机器人组织。
影响因子：
17.4
作者：
Duan X;Fu TM;Liu J;Lieber CM
通讯作者：
Lieber CM
影响因子：
4.6
作者：
Azarov, Jan E.;Ovechkin, Alexey O.;Platonov, Pyotr G.
通讯作者：
Platonov, Pyotr G.
影响因子：
20.1
作者：
Gao L;Kupfer ME;Jung JP;Yang L;Zhang P;Da Sie Y;Tran Q;Ajeti V;Freeman BT;Fast VG;Campagnola PJ;Ogle BM;Zhang J
通讯作者：
Zhang J
影响因子：
20.1
作者：
Gaudesius, G;Miragoli, M;Rohr, S
通讯作者：
Rohr, S