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邱小忠、王乐禹团队研究成果在Nature Biomedical Engineering发表

时间:2021-10-09 23:17:16  来源:生物医学工程学院   编辑:张淼  作者:  点击:

近日,我校生物医学工程学院邱小忠、王乐禹团队在学术期刊Nature Biomedical Engineering上发表心肌组织工程研究新成果“Injectable and conductive cardiac patches repair infarcted myocardium in rats and minipigs”(Nature Biomedical Engineering,2021 Sep 30. 该研究工作首次构建了可微创递送的高导电性心肌补片,并将其应用在小型猪的心梗治疗上,为导电心肌补片的进一步发展和应用均具有较大的推动作用。

心肌细胞是终末分化细胞,损伤后再生能力弱,目前对已经损伤的心肌细胞或心肌组织仍缺乏有效的治疗手段,心肌梗死的病死率仍呈逐年上升趋势。利用组织工程原理制备的工程化心肌补片已显示出能重建心肌再生微环境、逆转恶化的心功能及促进心肌损伤修复的治疗潜力。邱小忠、王乐禹团队多年来致力于功能性导电心肌补片促心梗修复的研究,研究成果相继在Advanced Functional MaterialsACS NanoBiomaterialsBioactive Materials等期刊上发表。随着研究工作的不断深入,研究团队发现目前的导电心肌补片普遍存在电导率偏低、移植过程需要开胸缝合等缺点。

该研究工作针对上述问题,利用甲基丙烯酸酯化明胶、甲基丙烯酸酯化弹性蛋白以及碳纳米管制备了高导电超弹性水凝胶,其中,高浓度碳纳米管形成的密集导电网络赋予了水凝胶高导电性,分级多孔结构以及冷冻成胶方式赋予了水凝胶弹性、接近零的压缩泊松比以及水驱动的形状记忆功能。由此水凝胶形成的可注射导电心肌补片被卷起来放进医用软导管中,在胸腔镜下可通过微创递送方式成功输送到小型猪心脏表面,在水流驱动下心肌补片可完全恢复至预制的结构形态,且注射前后补片的结构以及细胞活力无明显差异。将未装载/已装载心肌细胞心肌细胞的可注射导电心肌补片分别移植入大鼠及小型猪的梗死心脏表面,4周后检测发现两种心肌补片均可有效提升梗死心脏的心功能及促进梗死心脏的再血管化,装载有心肌细胞的可注射导电心肌补片显示出更好的促心梗修复效果。

该研究工作为导电心肌补片在心梗治疗方面的应用提供了新的技术及理论依据,也是生物医学工程学院研究成果首次在Nature大子刊上发表。

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