由德克萨斯心脏研究所(THI) 的 Mehdi Razavi 博士领导的一项突破性研究，与德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin) 科克雷尔工程学院 的生物医学工程团队合作，该团队的 领导者为 Elizabeth Cosgriff-Hernandez 博士为室性心律失常的突破性治疗方案奠定了基础 。他们发表在《自然通讯》上的研究证明了一种新的基于水凝胶的起搏方式的设计和可行性。

对室性心律失常有效治疗方案的迫切需要激发了 THI电生理学临床研究与创新(EPCRI) 团队的灵感，该团队由其主任 Razavi 博士领导，与 Cosgriff-Hernandez 博士和她的 UT 奥斯汀生物医学工程 (UT Austin BME) 合作)团队共同开发解决折返性心律失常病理生理学的创新策略。

室性心律失常发生在心脏或心室的下腔，是 心源性猝的主要原因 。当心律异常以自我持续的方式发生时，称为 折返性心律失常，通常是致命的。

“折返主要是由于伤痕累累的心脏组织传导延迟而发生，通常是在 心脏病发作期间冠状动脉闭塞之后，这可以通过在这些区域启用起搏来纠正，”执业心脏病学家和心脏电生理学家拉扎维博士说。“然后这些水凝胶可以进入疤痕组织，从而能够直接起搏心脏中其他无法进入的区域。”

鉴于 水凝胶的生物稳定性、生物相容性、可调特性以及易于结合导电性，科学家们正在探索将它们作为可以轻松输送到冠状静脉内的潜在电极。该独特系统的临床优势是可以通过静脉输送水凝胶来避免缺血。

研究人员通过微创导管输送成功地在猪模型中部署了创新的水凝胶技术。

Cosgriff-Hernandez 博士表示：“水凝胶具有显着的导电特性，可以沿着水凝胶的长度从多个部位同时起搏，并创建类似于 浦肯野纤维的传导高速公路。”

如今，心律失常可以通过控制不规则节律的药物和手术来治疗。目前市场上的抗心律失常药物并不总是有效;尽管这些药物会减慢传导速度，但它们会促进折返性心律失常。此外，这些药物可能有，并可能导致心脏患病区域附近的组织遭到破坏。即使采用广泛使用的介入消融疗法，仍有相当一部分患者会再次出现心律失常。这些程序都没有涉及重入机制。

为了弥补当前治疗方案的不足而植入的心脏除颤器在进行电击以恢复心律时会很痛苦，并且会严重恶化患者的生活质量。如果不及时治疗，心律失常会损害心脏、大脑或其他器官，导致 中风 或 心脏骤停，在此期间心脏突然意外停止跳动。

“当注入目标血管时，导电水凝胶符合患者的血管形态。在这种凝胶中添加传统的起搏器可以实现类似于心脏天然传导的起搏——有效地模仿心脏的天然电节律——并消除心律失常的原因，提供无痛除颤，”Cosgriff-Hernandez 博士补充道。

这项工作首次证明了通过可注射水凝胶电极作为起搏方式对天然和疤痕中层心肌进行直接电刺激的能力。

通过微创导管输送和标准起搏器技术，这项研究表明了一种类似于自然传导的新型起搏方式的可行性，有可能消除致命的折返性心律失常并提供无痛除颤，可以在临床工作流程中成功采用。

考虑到疼痛管理与心脏、肺和血液疾病患者的整体健康高度相关，这一科学进步意义重大。这种无痛除颤和预防心律失常方面的创新可能会彻底改变心律管理。

资金由国立卫生研究院国家心肺血液研究所提供(R01 HL162741);福特博士前奖学金，由国家科学、工程和医学院管理;福特论文奖学金，由国家科学、工程和医学院管理;德克萨斯大学奥斯汀分校研究副校长办公室;罗德里克·麦克唐纳研究基金奖19RDM004;以及圣卢克基金会心脏病学苏丹卡布斯主席。