I ricercatori della Rice University e del Texas Heart Institute stanno studiando l'uso di fibre flessibili fatte di nanotubi di carbonio per ripristinare la conduttività elettrica al tessuto cardiaco danneggiato.

Con il sostegno dell'American Heart Association, queste istituzioni metteranno alla prova la capacità delle fibre di colmare le lacune elettriche nei tessuti causate da aritmie cardiache che colpiscono più di 4 milioni di americani ogni anno.

Un cuore che batte è controllato da segnali elettrici che spingono i suoi tessuti a contrarsi e rilassarsi. Le cicatrici nel tessuto cardiaco conducono poca o nessuna elettricità. Morbido, le fibre altamente conduttive offrono un modo per aggirare queste lacune.

"Sono come prolunghe, " ha detto Mehdi Razavi, il direttore della ricerca clinica di elettrofisiologia presso il Texas Heart Institute e il capo ricercatore del progetto. "Ci permettono di prelevare la carica da un lato della cicatrice e consegnarla all'altro lato. In sostanza, stiamo cortocircuitando il cortocircuito".

Le fibre di nanotubi sviluppate alla Rice dal laboratorio del chimico e ingegnere chimico Matteo Pasquali sono circa un quarto dello spessore di un capello umano. Ma anche un pezzo di materiale lungo un pollice contiene milioni di nanotubi, cilindri microscopici di carbonio puro scoperti nei primi anni '90.

Sebbene le fibre siano state sviluppate per sostituire le miglia di cavi negli aerei commerciali per risparmiare peso, il loro potenziale per le applicazioni mediche divenne presto evidente, ha detto Pasquali.

"Non abbiamo progettato la fibra per essere morbida, ma risulta essere meccanicamente molto simile a una sutura, " disse. "E ha tutte le funzioni elettriche necessarie per un'applicazione come questa."

Perché le fibre sono morbide, flessibile ed estremamente resistente, si prevede che saranno molto più adatti per applicazioni biologiche rispetto ai fili metallici utilizzati per fornire energia a dispositivi come i pacemaker. Hanno già mostrato il potenziale per aiutare le persone con malattia di Parkinson che necessitano di impianti cerebrali per curare la loro condizione neurologica.

"Le persone che progrediscono verso l'insufficienza cardiaca possono avere la formazione di tessuto cicatriziale nel tempo, " ha detto Mark McCauley, un elettrofisiologo cardiaco presso il Texas Heart Institute. "Ci sono molti modi diversi in cui le cicatrici possono influenzare la conduzione nel cuore. Recentemente siamo stati più interessati allo sviluppo di cicatrici dopo attacchi di cuore, ma crediamo che questa fibra possa aiutarci a trattare tutti i tipi di aritmie cardiache e problemi di conduzione elettrica".

"Gli stessi fili metallici possono causare cicatrici sui tessuti, " disse Flavia Vitale, un ricercatore nel laboratorio di Pasquali che sta sviluppando applicazioni per fibre di nanotubi. "Se pensi di inserire un ago nella tua pelle, alla fine la tua pelle reagirà e la isolerà completamente, perché è rigido. La cicatrice si formerà intorno all'ago.

"Ma queste fibre sono uniche, " ha detto. "Sono più piccoli e più flessibili di un capello umano e così forti che possono resistere alla fatica flessionale dovuta al battito costante del cuore".

Vitale ha notato che la bassa impedenza delle fibre (la sua resistenza alla corrente) consente all'elettricità di spostarsi facilmente dal tessuto al ponte e viceversa, molto meglio che con i fili metallici.

I ricercatori stanno testando la biocompatibilità delle fibre, ma sperano che i test sull'uomo non manchino più di qualche anno.

Razavi ha detto una cassaforte, modo efficace per condurre l'elettricità attraverso il tessuto cardiaco sfregiato rivoluzionerà il trattamento. "Se questi studi più estesi confermano i nostri risultati iniziali, un cambiamento di paradigma nel trattamento della morte cardiaca improvvisa sarà a portata di mano, poiché per la prima volta la causa sottostante a questi eventi può essere corretta su base permanente, " Egli ha detto.

Pasquali si è detto gratificato nel vedere un nuovo modo in cui le nanotecnologie, per cui il riso è rinomato, può aiutare a salvare vite. "Siamo stati entusiasti fin dall'inizio di conoscere le aree dell'altro e trovare usi per il materiale, " ha detto della sua amicizia - e ora collaborazione - con Razavi. "Siamo determinati a trovare modi per curare piuttosto che gestire la malattia".