نوع مقاله : مقاله مروری پژوهشی
نویسندگان
1
دانشجوی دکتری، پژوهشکدهی علوم و فناوریهای همگرا، مرکز علوم و فناوری نانو، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. دانشکدهی علوم و فناوریهای نوین پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران
2
دانشیار، مرکز تحقیقات زیستفناوری، پژوهشکدهی تولیدمثل، دانشگاه علوم پزشکی شهید صدوقی یزد، یزد، ایران
3
دانشیار، پژوهشکدهی علوم و فناوریهای همگرا، مرکز علوم و فناوری نانو، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. دانشکدهی مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
4
استاد، بانک سلولی، انیستیتو پاستور ایران، تهران، ایران
5
استاد، پژوهشکدهی علوم و فناوریهای همگرا، مرکز علوم و فناوری نانو، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران. دانشکدهی مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
چکیده
بیماریهای قلبی-عروقی بهویژه سکتهی قلبی یکی از علتهای اصلی مرگومیر در جهان است. بهرغم پیشرفتهایی که در دهههای اخیر انجام شده است، درمانهای فعلی بهدلیل اختلال ایجادشده در عملکرد الکتریکی و مکانیکی بافت قلب در کاربردهای بالینی با مشکل مواجه هستند. امروزه، ترکیب سلولهای بنیادی با زیستمواد کارآمد بهمنظور ساخت سازههای مهندسیشدهی زیست-تقلید در محیط آزمایشگاه ابزار جذابی برای جایگزینی بافت ناکارآمد و آسیبدیدهی قلب، غربالگری و ارزیابی داروها و مطالعهی بیماریهای مادرزادی قلبی به شمار میرود. قلب در طول تکامل محرکهای مکانیکی، شیمیایی و الکتریکی دریافت میکند که به همترازی سلولی، افزایش اتصالات سلول-سلول و بلوغ عملکردی منجر میشود. بنابراین، تحریک الکتریکی یک مداخلهی خارجی امیدوارکننده برای مهندسی بافت قلب است. در این مقالهی مروری، ابتدا نقش سیگنالهای زیستالکتریکی درونزای بافت قلبی و آثار آن بر رفتارهای سلولی ازجمله چسبندگی، تکثیر، ترتیب، مهاجرت و تمایز سلولها در پاسخ به تحریک الکتریکی بررسی خواهد شد. سپس، مروری بر معرفی زیستمواد فعالالکتریکی با قابلیت ایجاد سیگنالهای الکتریکی و آخرین پیشرفتها در زمینهی کاربرد آنها در حوزهی مهندسی بافت قلب ارائه میشود. در بخش آخر، محدودیتها و چشمانداز آینده در این حیطه تشریح میشود.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله English
An Overview of Innovate Approach Generating Electrical Stimulation via Electroactive Biomaterials for Cardiac Tissue Engineering
نویسندگان English
Elham Golafshan
1
Habib Nikukar
2
Shohreh Mashayekhan
3
Mohammad Ali Shokrgozar
4
Abdolreza Simchi
5
1
Ph.D. Candidate, Institute for Convergence Science and Technology, Center for Nanoscience and Nanotechnology, Sharif University of Technology, Tehran, Iran. Scool of Advanced Medical, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran.
2
Associate Professor, Biotechnology Research Center, Yazd Reproductive Sciences Institute, Shahid Sadoughi University of Medical Sciences, Yazd, Iran.
3
Associate Professor, Institute for Convergence Science and Technology, Center for Nanoscience and Nanotechnology, Sharif University of Technology, Tehran, Iran. Department of Chemical and Petroleum Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.
4
Professor, National Cell Bank of Iran, Pasteur Institute of Iran, Tehran, Iran.
5
Professor, Institute for Convergence Science and Technology, Center for Nanoscience and Nanotechnology, Sharif University of Technology, Tehran, Iran. Department of Materials Science and Engineering, Sharif University of Technology, Tehran, Iran.
چکیده English
Cardiovascular disease, particularly myocardial infarction, remains one of the leading causes of mortality worldwide. Despite advancements in treatment strategies, the clinical application of existing therapies is hindered by the impaired electrical and mechanical properties of damaged cardiac tissue. To address these challenges, researchers have explored the integration of stem cells with biomaterials to develop bio-mimetic engineered constructs in vitro. These constructs are essential for cardiac tissue regeneration, drug screening, and congenital heart disease research. During heart development, mechanical, chemical, and electrical signals contribute to enhanced cell-cell interactions, cellular alignment, and functional maturity. Among these stimuli, Electrical Stimulation (ES) has emerged as a promising intervention for cardiac tissue engineering. This review explores the role of endogenous bioelectrical signals in cardiac tissue and their impact on cellular processes such as adhesion, proliferation, alignment, migration, and differentiation in response to ES. In addition, we discuss the introduction of electroactive biomaterials (EABMs), which are capable of generating electrical signals, and the latest advancements in their application for cardiac tissue engineering. The final section highlights the current limitations of this approach and future prospects in the field.
کلیدواژهها English
Conductive Biomaterials
Cardiac Tissue Engineering
Electrical Stimulation
Piezoelectric
Magnetoelectric
Triboelectric