SCOPUS
SCIE
Carbon-Nanotube-Embedded Hydrogel Sheets for Engineering Cardiac Constructs and Bioactuators
저자
Shin, Su Ryon ; Jung, Sung Mi ; Zalabany, Momen ; Kim, Keekyoung ; Zorlutuna, Pinar ; Kim, Sang bok ; Nikkhah, Mehdi ; Khabiry, Masoud ; Azize, Mohamed ; Kong, Jing ; Wan, Kai-tak ; Palacios, Tomas ; Dokmeci, Mehmet R. ; Bae, Hojae ; Tang, Xiaowu (Shirley) ; Khademhosseini, Ali
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2013
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
2369-2380(12쪽)
제공처
<P>We engineered functional cardiac patches by seeding neonatal rat cardiomyocytes onto carbon nanotube (CNT)-incorporated photo-cross-linkable gelatin methacrylate (GelMA) hydrogels. The resulting cardiac constructs showed excellent mechanical integrity and advanced electrophysiological functions. Specifically, myocardial tissues cultured on 50 μm thick CNT-GelMA showed 3 times higher spontaneous synchronous beating rates and 85% lower excitation threshold, compared to those cultured on pristine GelMA hydrogels. Our results indicate that the electrically conductive and nanofibrous networks formed by CNTs within a porous gelatin framework are the key characteristics of CNT-GelMA leading to improved cardiac cell adhesion, organization, and cell–cell coupling. Centimeter-scale patches were released from glass substrates to form 3D biohybrid actuators, which showed controllable linear cyclic contraction/extension, pumping, and swimming actuations. In addition, we demonstrate for the first time that cardiac tissues cultured on CNT-GelMA resist damage by a model cardiac inhibitor as well as a cytotoxic compound. Therefore, incorporation of CNTs into gelatin, and potentially other biomaterials, could be useful in creating multifunctional cardiac scaffolds for both therapeutic purposes and <I>in vitro</I> studies. These hybrid materials could also be used for neuron and other muscle cells to create tissue constructs with improved organization, electroactivity, and mechanical integrity.</P><P><B>Graphic Abstract</B>
<IMG SRC='http://pubs.acs.org/appl/literatum/publisher/achs/journals/content/ancac3/2013/ancac3.2013.7.issue-3/nn305559j/production/images/medium/nn-2012-05559j_0007.gif'></P><P><A href='http://pubs.acs.org/doi/suppl/10.1021/nn305559j'>ACS Electronic Supporting Info</A></P>
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