機械模擬正常心跳：新型納米材料「心臟電網」

想像一下這樣的情景：銀色的納米線和橡膠聚合物鑲嵌的電網包裹住衰竭的心臟，為整個心室提供機械支持和電脈衝的刺激。這是來自韓國首爾國立大學（Seoul National University）的Jinkyung Park、Suji Choi和同事們在本期的《轉化醫學》（Translational Medicine）雜誌上為人們展示的圖景。該雜誌隸屬《科學》雜誌系列，主要關注基礎研究從實驗室發現轉變為臨床應用的過程。

健康心臟的跳動是由同步電傳導系統維持調控的。對於心臟病或者心力衰竭患者，受損的心肌破壞了心臟的電傳導系統。通常這樣的心臟需要專用的起搏器來重建電傳導。但起搏器只能對特殊的點發出電脈衝，而不能幫助受損心臟回復完整的電信號。

心臟起搏器只能對特定的受損點位發揮作用

波士頓貝斯以色列女執事醫療中心(BethIsrael Deaconess Medical Center，BIDMC)和韓國首爾國立大學聯合進行了這項研究。他們設計的這個心臟電網是心臟起搏器的升級版。Park和Choi主導研發的心臟電網運用了新型彈性導電納米材料，對不同心臟獨特的三維形狀都能夠完美貼合，從而為整個心室提供同步電刺激。

BIDMC的心血管部門研究員Hye Jin Hwang是文章的通信作者。他表示：「在設計中過程中，我們想要一種與心臟組織十分類似的材料：既有彈性，又要有強導電性能。」他的小組和首爾國立大學的納米材料專家Taeghwan Hyeon博士，以及擅長彈性裝置的Dae-Hyeong Kim博士合作，聯合研發這種新的納米複合材料。

Dae-Hyeong Kim博士的團隊研製的血管支架，具有柔軟、導電的特點，還可以對藥物釋放進行監控。再次基礎上，他們已開發出可用於「心臟電網」的全新裝置。

在為期兩個月的動物實驗中，電網使受損的大鼠心臟恢復張弛，降低了心室壓力，增強了心臟的收縮功能，同時消除了心室性心律失常。下一步，研究者們將在大型哺乳動物身上，對心臟電網裝置的長期有效性進行評估。最終目標將是針對心臟病患者的臨床應用。

「這項研究的重要意義在於，電網裝置精確模仿了正常心臟跳動的生理功能。」 哈佛大學醫學院副教授彼得·J ·吉姆特鮑姆（Peter J. Zimetbaum）評價道，他同時還擔任BIDMC醫療中心副主任和臨床心臟病醫學主任。

「對心臟進行全包圍已不是什麼新概念，但是心臟電網技術重建及模擬了生理學機能，裝置精巧，但力量強大。這是個創新的生理機能恢復方案，為精密的工程學和複雜的醫學相結合提供完美的範例。」吉姆特鮑姆對這項技術非常看好，並表示將加速推動該技術向臨床應用的轉化。

資料來源：

Science Translational Medicine 2016年6月22日刊 ：Electromechanical Cardioplasty Using a Wrapped Elasto-Conductive EpicardialMesh.

BIDMC新聞通稿： NewElectric Mesh Device Gives the Heart an Electromechanical Hug

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