Un hidrogel de polímero conductor apoya la señalización eléctrica celular y mejora la función cardíaca después de la...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los biomateriales
• Investigación cardiovascular
• La Medicina Regenerativa

Sus antecedentes:

• El infarto de miocardio (IM) interrumpe las contracciones cardíacas sincrónicas debido a la naturaleza no conductiva del tejido cicatricial.
• Este desacoplamiento eléctrico deteriora la función ventricular al aislar los cardiomiocitos viables.
• Restaurar la propagación del impulso a través de biomateriales conductores podría sincronizar las contracciones y mejorar la función cardíaca.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar un biomaterial conductor para restaurar la conducción eléctrica en el corazón con infarto.
• Evaluar la eficacia del biomaterial conductor en la mejora de la función cardíaca después del infarto.

Principales métodos:

• Sintetizó un hidrogel conductor de polipirrol (PPy) y quitosano mediante el injerto de pirrol en quitosano.
• Caracterizó las propiedades semiconductoras del PPy-quitosano utilizando voltametría cíclica.
• Se ha evaluado la biocompatibilidad (adherencia celular, metabolismo, proliferación) in vitro.
• Evaluación de la conducción de señales eléctricas en cardiomiocitos y músculo esquelético in vitro.
• En estudios in vivo en ratas con infarto de miocardio se inyectó PPy-citosano, seguido de evaluaciones electrofisiológicas (intervalo QRS, velocidad de activación, cartografía óptica) y análisis de la función cardíaca (ecocardiografía, bucles de presión-volumen).

Principales resultados:

• El PPy-quitosano exhibió propiedades semiconductoras, a diferencia del quitosano puro.
• El hidrogel apoyó la adhesión celular, el metabolismo y la proliferación.
• Se observó una mayor conducción de la señal de Ca2+ en los cardiomiocitos y un mejor acoplamiento eléctrico entre los músculos esqueléticos distantes.
• In vivo, la inyección de PPy-citosano en ratas después de un infarto cerebral redujo el intervalo QRS y aumentó la velocidad de activación, lo que indica una mejor conducción eléctrica.
• El mapeo óptico reveló un aumento de la activación en la zona límite de las ratas tratadas.
• Los índices de función cardíaca (fracción de eyección, acortamiento fraccionado, trabajo de reclutamiento precargado) mejoraron significativamente 8 semanas después de la inyección.

Conclusiones:

• Se sintetizó con éxito un biomaterial conductor biocompatible, el PPy-citosano.
• El PPy-quitosano mejora la conducción eléctrica biológica tanto in vitro como in vivo.
• La inyección de PPy-citosano demostró un mantenimiento superior de la función cardíaca después del infarto de miocardio en comparación con un polímero no conductor.