Malla bioelectrónica crece con tejidos cardíacos para monitorización cardíaca integral

Las enfermedades cardíacas siguen siendo la principal causa de muerte en todo el mundo. La capacidad de monitorear el tejido cardíaco en tiempo real es significativamente limitada. Implantar sensores en el corazón es arriesgado, y la complejidad del corazón (sus acciones mecánicas de bombear sangre y las señales eléctricas que controlan esas acciones) exige el seguimiento de más de una característica a la vez. Sin embargo, los sensores tradicionales sólo pueden rastrear una característica, y un dispositivo capaz de medir ambas sería demasiado grande, afectando, potencialmente, la función del corazón. Hasta ahora, ningún sensor podía evaluar por sí solo las actividades mecánicas y eléctricas del corazón sin afectar su funcionamiento. Ahora, los investigadores han creado una malla bioelectrónica con sensores de grafeno incrustados que pueden registrar las señales eléctricas y los movimientos del tejido cardíaco al mismo tiempo.

El sistema de malla bioelectrónica similar al tejido, desarrollado por un equipo de ingenieros dirigido por la Universidad de Massachusetts Amherst (Amherst, MA, EUA) está integrado con una serie de sensores de grafeno del grosor de un átomo y puede medir simultáneamente tanto la señal eléctrica como el movimiento físico de células en tejido cardíaco humano cultivado en laboratorio. Este avance permite observar el desarrollo del corazón y proporciona información sobre cómo cambian sus funciones mecánicas y eléctricas con el tiempo. El dispositivo consta de dos componentes clave: un microtejido cardíaco (CMT) tridimensional derivado de células madre humanas que se parece mucho a un corazón humano vivo, y grafeno, una sustancia de carbono puro de un átomo de espesor conocida por su conductividad eléctrica y sus propiedades piezoresistivas. Esto significa que el grafeno puede detectar actividad eléctrica y cambios en la resistencia incluso cuando se estira, todo ello sin interrumpir el funcionamiento del corazón.

Imagen: La malla bioelectrónica puede medir la señal eléctrica y el movimiento del tejido cardíaco al mismo tiempo (Fotografía cortesía de UMass Amherst)

Incrustados en una estructura de malla porosa, suave y elástica que imita el tejido humano, estos sensores de grafeno pueden adherirse de forma no invasiva al tejido cardíaco, permaneciendo estables y conductores en el tiempo. Esto permite un monitoreo continuo del desarrollo del CMT. Este dispositivo supone un avance significativo para la investigación de enfermedades cardíacas y el estudio de los posibles efectos secundarios de las terapias farmacológicas. En el futuro, los investigadores pretenden extender esta tecnología para aplicaciones más amplias, incluida la monitorización in vivo, para recopilar datos precisos para combatir las enfermedades cardíacas.

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Universidad de Massachusetts Amherst