Graphene Oxide-Gold Nanosheets Containing Chitosan Scaffold Improves Ventricular Contractility and Function After Implantation into Infarcted Heart

Perancah Kitosan yang Mengandung Lembaran Nano Grafena Oksida-Emas Meningkatkan Kontraktilitas dan Fungsi Ventrikel Setelah Implantasi ke dalam Jantung yang Mengalami Infark

Хитозановый скаффолд, содержащий нанолисты оксида графена и золота, улучшает сократимость и функцию желудочка после имплантации в инфарктированное сердце

Clicks: 905
ID: 89682
2018
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Popular

Ranked #1 of 1,628 articles by views in Scientific reports

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 1,628 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Abstract Abnormal conduction and improper electrical impulse propagation are common in heart after myocardial infarction (MI). The scar tissue is non-conductive therefore the electrical communication between adjacent cardiomyocytes is disrupted. In the current study, we synthesized and characterized a conductive biodegradable scaffold by incorporating graphene oxide gold nanosheets (GO-Au) into a clinically approved natural polymer chitosan (CS). Inclusion of GO-Au nanosheets in CS scaffold displayed two fold increase in electrical conductivity. The scaffold exhibited excellent porous architecture with desired swelling and controlled degradation properties. It also supported cell attachment and growth with no signs of discrete cytotoxicity. In a rat model of MI, in vivo as well as in isolated heart, the scaffold after 5 weeks of implantation showed a significant improvement in QRS interval which was associated with enhanced conduction velocity and contractility in the infarct zone by increasing connexin 43 levels. These results corroborate that implantation of novel conductive polymeric scaffold in the infarcted heart improved the cardiac contractility and restored ventricular function. Therefore, our approach may be useful in planning future strategies to construct clinically relevant conductive polymer patches for cardiac patients with conduction defects.
Abstrak Konduksi abnormal dan propagasi impuls listrik yang tidak tepat sering terjadi pada jantung setelah infark miokard (MI). Jaringan parut bersifat non-konduktif sehingga komunikasi listrik antara kardiomiosit yang berdekatan terganggu. Dalam studi ini, kami menyintesis dan mengarakterisasi perancah biodegradabel konduktif dengan menggabungkan nanolembaran grafena oksida-emas (GO-Au) ke dalam kitosan (CS), suatu polimer alami yang telah disetujui secara klinis. Penggabungan nanolembaran GO-Au ke dalam perancah CS menunjukkan peningkatan konduktivitas listrik sebesar dua kali lipat. Perancah tersebut memperlihatkan arsitektur berpori yang sangat baik dengan sifat pembengkakan yang diinginkan dan degradasi yang terkontrol. Perancah ini juga mendukung perlekatan dan pertumbuhan sel tanpa menunjukkan tanda-tanda sitotoksisitas yang nyata. Pada model tikus MI, baik secara in vivo maupun pada jantung terisolasi, perancah setelah 5 minggu implantasi menunjukkan perbaikan yang signifikan pada interval QRS yang berkaitan dengan peningkatan kecepatan konduksi dan kontraktilitas di zona infark melalui peningkatan kadar koneksin 43. Hasil ini menguatkan bahwa implantasi perancah polimer konduktif baru pada jantung yang mengalami infark meningkatkan kontraktilitas jantung dan memulihkan fungsi ventrikel. Oleh karena itu, pendekatan kami dapat bermanfaat dalam merencanakan strategi masa depan untuk merekayasa *patch* polimer konduktif yang relevan secara klinis bagi pasien jantung dengan gangguan konduksi.
Аннотация Нарушение проводимости и аномальное распространение электрического импульса являются частыми последствиями инфаркта миокарда (ИМ) в сердце. Рубцовая ткань не обладает электропроводностью, вследствие чего нарушается электрическое сопряжение между соседними кардиомиоцитами. В настоящем исследовании был синтезирован и охарактеризован электропроводящий биоразлагаемый скаффолд, полученный путем внедрения нанолистов оксида графена с золотом (GO-Au) в клинически одобренный природный полимер хитозан (CS). Включение нанолистов GO-Au в скаффолд из CS привело к двукратному увеличению электропроводности. Скаффолд продемонстрировал превосходную пористую структуру с оптимальными характеристиками набухания и контролируемой биодеградации. Он также обеспечивал адгезию и рост клеток без признаков выраженной цитотоксичности. На модели ИМ у крыс, как *in vivo*, так и на изолированном сердце, через 5 недель после имплантации скаффолд показал значительное улучшение интервала QRS, что ассоциировалось с повышением скорости проведения и сократимости в зоне инфаркта за счет увеличения уровня коннексина-43. Полученные результаты подтверждают, что имплантация нового проводящего полимерного скаффолда в область инфаркта улучшает сократимость миокарда и восстанавливает функцию желудочков. Таким образом, разработанный подход может быть полезен при формировании будущих стратегий создания клинически применимых проводящих полимерных патчей для кардиологических пациентов с нарушениями проводимости.
Reference Key
saravanan2018graphenescientific Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Sekaran Saravanan, Niketa Sareen, Ejlal Abu-El-Rub, Hend Ashour, Glen Lester Sequiera, Hania I. Ammar, Venkatraman Gopinath, Ashraf Ali Shamaa, Safinaz Salah Eldin Sayed, Meenal Moudgil, Jamuna Vadivelu, Sanjiv Dhingra
Are you one of these authors? Claim your profile
Journal Scientific reports
Year 2018
DOI
DOI not found
URL
http://link.springer.com/article/10.1038/s41598-018-33144-0
Keywords
microscopy Organic Chemistry Medicine Materials of engineering and construction. Mechanics of materials Chemical technology Engineering (General). Civil engineering (General) Technology Electrical engineering. Electronics. Nuclear engineering Descriptive and experimental mechanics Science architecture environmental engineering fine arts crystallography

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.