Recreación de la relación estructura-función helicoidal del corazón con el giro de chorro rotativo enfocado

Área de la Ciencia:

• Ingeniería biomédica
• Investigación cardiovascular
• Ingeniería de tejidos

Sus antecedentes:

• La alineación helicoidal del músculo cardíaco se teoriza para optimizar el bombeo del corazón.
• Replicar la compleja microarquitectura del corazón es un desafío significativo en la ingeniería de tejidos.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el impacto funcional de la alineación de los músculos helicoidales frente a los circunferenciales en los ventrículos cardíacos diseñados.
• Introducir el hilado de chorro rotativo enfocado (FRJS) como método para fabricar andamios 3D de micro/nanofibra con alineaciones controladas.

Principales métodos:

• Se utilizó el hilado de chorro rotativo enfocado (FRJS) para crear andamios 3D con alineaciones de fibra programables.
• Los cardiomiocitos fueron sembrados en andamios para biofabricar ventrículos de ingeniería de tejidos.
• Se compararon los ventrículos diseñados con alineaciones helicoidales y circunferenciales para la función cardíaca.

Principales resultados:

• Los ventrículos diseñados en línea helicoidal exhibieron deformaciones más uniformes.
• Se observó un mayor acortamiento apical y un aumento de las fracciones de eyección en modelos alineados helicoidalmente.
• FRJS demostró un control efectivo sobre la disposición de las fibras en geometrías 3D complejas.

Conclusiones:

• La arquitectura del músculo helicoidal mejora significativamente el rendimiento cardíaco en los ventrículos diseñados.
• FRJS proporciona un enfoque simplificado para la fabricación de órganos de ingeniería de tejidos funcionales.
• Este estudio valida la importancia de las estructuras helicoidales para una función cardíaca eficiente.