Investigadores del Instituto del Corazón de Texas (THI)—Camila Hochman-Mendez, Fernanda C. Paccola Mesquita, Ernesto Curty da Costa, Angel Moctezuma-Ramírez y Abdelmotagaly Elgalad—son coautores de dos estudios innovadores que exploran una revolucionaria plataforma de tejido cardíaco bioimpreso. Los artículos destacan el desarrollo de estructuras bioimpresas optoelectrónicamente activas, que integran materiales sensibles a la luz para crear estructuras de tejido inalámbricas y eléctricamente generativas para terapia cardíaca.

Estimuladores bio-optoelectrónicos ultrafinos de goma

El primer estudio, “Estimuladores bio-optoelectrónicos ultrafinos de goma para estimulación cardíaca sin ataduras”, presenta el estimulador biooptoelectrónico de caucho (RBOES). Este dispositivo ultrafino, elástico y autoadhesivo se integra perfectamente con el movimiento dinámico del tejido cardíaco. Mediante el uso de nanotecnología avanzada, el RBOES proporciona estimulación optoelectrónica de una manera mínimamente invasiva y adaptable.

Laboratorios Además, los experimentos ex vivo demostraron la capacidad del dispositivo para acelerar los latidos del corazón sin necesidad de modificaciones genéticas, lo que ofrece un enfoque más seguro y sin ataduras para la modulación cardíaca. El RBOES representa un avance significativo en la integración de la ciencia de los materiales y la biomedicina, y proporciona una solución prometedora para la estimulación cardíaca en tiempo real.

Tejidos cardíacos optoelectrónicamente activos bioimpresos

El segundo estudio, “Tejidos cardíacos bioimpresos optoelectrónicamente activos”, explora una revolucionaria plataforma de tejido cardíaco bioimpreso que integra materiales sensibles a la luz para crear estructuras de tejido inalámbricas y eléctricamente generativas para terapia cardíaca. Estos andamios optoelectrónicamente activos, incrustados con células microsolares (células μ-solares) dentro de una tinta a base de gelatina metacriloil (GelMA), se siembran con cardiomiocitos para permitir la modulación distribuida y sin ataduras de los tejidos cardíacos.

Los hallazgos clave incluyen:

• Funcionalidad mejorada:Las células μ-solares sincronizaron y aceleraron eficazmente el latido de los cardiomiocitos, manteniendo contracciones rítmicas y expresando biomarcadores cardíacos específicos.
• Aplicaciones escalables:Los andamios optoelectrónicos demostraron potencial para ambos in vitro y in vivo aplicaciones, incluida la restauración de ritmos cardíacos normales cuando se implanta en modelos animales.
• Biocompatibilidad y seguridad:El sistema elimina la necesidad de modificaciones genéticas, garantizando una integración segura y minimizando los efectos secundarios asociados con los estimuladores eléctricos convencionales.

Al abordar las limitaciones de los métodos tradicionales, como los estimuladores invasivos con cables, este estudio ha allanado el camino para la terapia cardíaca no invasiva y controlada por luz y la regeneración de tejidos.

En conjunto, estos estudios ejemplifican el liderazgo del THI a la hora de abordar desafíos críticos en el cuidado cardíaco. Al desarrollar soluciones innovadoras que combinan bioimpresión, biooptoelectrónica y ciencia de los materiales, los investigadores del THI están revolucionando las terapias para pacientes con enfermedades cardíacas.

“Estos proyectos ponen de relieve el increíble potencial de la biooptoelectrónica y la bioimpresión para redefinir lo que es posible en la ingeniería de tejidos cardíacos”, afirmó la Dra. Camila Hochman-Mendez, directora de investigación en medicina regenerativa del THI. “Nuestro trabajo demuestra el valor de la colaboración interdisciplinaria para abordar desafíos médicos complejos y muestra la investigación vanguardista que se lleva a cabo en el THI”.

“Estos avances en la estimulación cardíaca optoelectrónica representan un gran avance en el desarrollo de terapias más seguras y efectivas para pacientes con enfermedades cardíacas”, agregó Abdelmotagaly Elgalad, MD, PhD., codirector de Investigación en Cirugía Cardiovascular del Centro de Investigación Preclínica Quirúrgica e Intervencionista. “Esta investigación es un testimonio de la dedicación de THI a la creación de soluciones transformadoras que fusionen la ingeniería y la medicina para mejorar los resultados de los pacientes”.

Manténgase atento a más innovaciones del excepcional equipo de investigación de THI mientras continúan ampliando los límites de la ciencia y la ingeniería cardiovascular.