南方医科大学邱小忠教授团队：一种具有微观均质导电率的自修复离子水凝胶心肌补片用于修复心肌梗死
急性心肌梗死后引发的大量心肌细胞坏死、纤维瘢痕形成等将造成心室重构和心功能下降，严重影响心梗患者的预后。梗死后的心肌再生能力有限，目前的医学手段临床效果仍然不尽理想。
近年来，导电水凝胶在心肌梗死后的心脏功能重建中表现出理想的治疗效果。然而，在心脏复杂的微环境下，如何优化制备具有良好生物相容性、导电和力学性能稳定的水凝胶补片，仍然是学者们面临的主要挑战。南方医科大学基础医学院广东省组织构建与检测重点实验室主任邱小忠教授团队将FDA批准的具有良好生物相容性的导电高分子聚丙烯酸（PAA）引入水凝胶基质中，开发了一种性能可调的自修复离子导电水凝胶（POG1）。该水凝胶在预防左心室重塑和恢复心脏功能方面发挥了良好的潜能。该研究介绍了一种以前尚未探索的具有出色心肌梗死修复功能的离子导电水凝胶心肌补片修复心梗的策略。
图1：可调自修复离子导电水凝胶的制备及其应用于心肌梗死修复的示意图。
近年来，导电水凝胶在心肌梗死后的心脏功能重建中表现出理想的治疗效果。然而，在心脏复杂的微环境下，如何优化制备具有良好生物相容性、导电和力学性能稳定的水凝胶补片，仍然是学者们面临的主要挑战。南方医科大学基础医学院广东省组织构建与检测重点实验室主任邱小忠教授团队将FDA批准的具有良好生物相容性的导电高分子聚丙烯酸（PAA）引入水凝胶基质中，开发了一种性能可调的自修复离子导电水凝胶（POG1）。该水凝胶在预防左心室重塑和恢复心脏功能方面发挥了良好的潜能。该研究介绍了一种以前尚未探索的具有出色心肌梗死修复功能的离子导电水凝胶心肌补片修复心梗的策略。
制成的POG1水凝胶具有合适的可拉伸性（> 500％应变）和压缩性（> 85％应变）以及自愈合性能。在大形变下仍能维持稳定的电导率。此外，在POG1内部形成的PAA纳米通道赋予该水凝胶微观超均质的导电性。与掺杂有电子导体（PPy，CNT，rGO）的传统导电水凝胶相比，POG1水凝胶诱导心肌细胞取向生长和伸长的能力更加显著。植入体内后，这种POG1工程化心脏贴片在削弱左心室重塑和恢复心脏功能方面也发挥了良好的潜能。这种具有微观超均质导电性的POG1离子导电水凝胶克服了传统导电水凝胶因团聚引起的力电性能缺陷的瓶颈。此外，这种水凝胶完全由生物相容性组份构建而成，预示了其在临床实践中的潜在应用前景，为指导有效的心肌修复提供了一种安全有效的优化策略。
南方医科大学第五附属医院中心实验室主任宋小萍和南方医科大学生物工程学院生物材料研究中心教授汪枭睿为该论文并列第一作者。南方医科大学基础医学院广东省组织构建与检测重点实验室主任，南方医科大学第五附属医院副院长邱小忠教授为独立通讯作者。
该研究得到国家自然科学基金、广东省科技项目，广州市科技项目，广州再生医学与健康广东省实验室重点研发项目以及中国博士后科学基金等资助。
原文链接：
https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2021.120811
来源：Biomaterials
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