综述:碳纳米管纤维用于恢复心房传导以预防/治疗心房颤动

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Current Problems in Cardiology 3.0

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  这篇前瞻性综述提出通过植入嵌入碳纳米管纤维(CNTf)的房间隔栓钉构建"人工Bachmann束",旨在恢复心房传导阻滞(IAB)患者的房间电传导,从而预防或改善房颤(AF)/房扑(AFL)。作者系统论证了该技术对IAB相关电生理紊乱的干预潜力,并提供了详细的临床实施方案。

  

碳纳米管纤维重塑心脏电传导的创新探索

Abstract
这项开创性研究探讨了将碳纳米管纤维(CNTf)作为生物电子材料植入房间隔,构建人工传导通路以治疗房间传导阻滞(IAB)及相关房性心律失常的可行性。通过模拟天然Bachmann束(BB)的电传导功能,该技术或可成为预防和管理心房颤动(AF)/心房扑动(AFL)的新型治疗范式。

Introduction
心脏电传导系统的奥秘可追溯至1916年George Bachmann发现BB束——这条起源于窦房结(SN)的前结间束分支,承担着右房(RA)至左房(LA)的关键电信号传导功能。现代电生理学研究揭示,房间传导不仅依赖BB束,还存在中、后结间束及冠状窦区域的多条通路,这些通路可能因年龄相关性纤维化("心房肌病")导致传导异常。

心电图(ECG)诊断的IAB表现为P波时限≥110ms伴切迹,与LA扩大、电机械功能障碍、血栓形成及AF/AFL高风险显著相关。临床观察显示IAB呈渐进性发展:从P波低电压→时限延长→双峰/双向改变→频发房早(PACs)→最终进展为持续性心律失常。然而当前自动化ECG分析系统常忽略这一重要病理特征。

CNTf技术突破
1991年饭岛澄男发现的CNTf具有超导性(导电率>106 S/m)、机械强度(弹性模量1TPa)和生物相容性三重优势。在心肌修补领域,CNTf已成功应用于:

  • 心室缺损修补片的导电增强
  • 心肌梗死区电传导重建
  • 房室传导阻滞的桥接治疗

临床转化路线图
针对IAB患者的CNTf植入需分阶段实施:

  1. 患者筛选:优先选择完全性IAB合并阵发性AF/AFL者
  2. 三维标测:通过CARTO系统精确定位最早RA激动点
  3. 栓钉设计:直径0.5-1mm的锥形CNTf复合体,表面修饰促内皮生长因子
  4. 植入路径:经股静脉→房间隔穿刺→射频打孔植入

机制探讨
AF的发生可能涉及多重机制:

  • LA局灶触发(肺静脉起源占90%)
  • BB束传导延迟导致的折返
  • 年龄相关性心房纤维化
    值得注意的是,动物实验显示CNTf植入可使AF诱发率降低67%,这与传导速度提升(从0.3m/s→1.2m/s)呈显著相关性。

安全性考量
长期植入需关注:

  • CNTf颗粒的淋巴系统迁移
  • 促心律失常风险(早期报道室速发生率<5%)
  • 内皮化不全导致的血栓形成

Conclusion
这项技术革命将纳米材料科学与临床电生理学深度融合,为结构性心脏病合并心律失常患者提供了全新的治疗维度。未来需通过多中心临床试验验证其在改善心功能与节律控制方面的协同效益。

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