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南方醫(yī)科大學(xué)邱小忠、侯鴻浩教授 Nat. Commun.：一種用于非侵入性心肌修復(fù)和防止術(shù)后組織粘連的智能黏附性Janus水凝膠
2022-12-14  來源：高分子科技

  心肌梗死的發(fā)病率和死亡率常年居高不下且呈逐年上升趨勢，但傳統(tǒng)藥物和介入治療只能緩解心梗癥狀無法修復(fù)已經(jīng)損傷的心肌組織。組織工程手段可以針對心梗后的病變特點(diǎn)構(gòu)建工程化心肌補(bǔ)片重建心肌再生微環(huán)境以修復(fù)受損心肌，然而，工程化心肌補(bǔ)片的有創(chuàng)移植與術(shù)后組織粘連問題一直是阻礙心肌補(bǔ)片發(fā)展與臨床應(yīng)用的關(guān)鍵問題。


  邱小忠與侯鴻浩教授團(tuán)隊(duì)針對上述問題，開發(fā)了一種響應(yīng)性可逆和不對稱黏附的Janus水凝膠用于心肌梗死修復(fù)（圖1)。Janus水凝膠補(bǔ)片具有很好的組織黏附性能，且具有良好的彈性與導(dǎo)電性，符合心肌微環(huán)境對于導(dǎo)電性與彈性的需求（圖2)。水凝膠的黏附性能類似生物組織的應(yīng)變-應(yīng)力增強(qiáng)行為，且具有GSH響應(yīng)性，在GSH的刺激下能觸發(fā)黏附分離（圖3)。Janus水凝膠具有良好的生物相容性，不會影響心肌細(xì)胞的生長，且能促進(jìn)幼稚心肌細(xì)胞的功能化（圖4)。Janus水凝膠具有優(yōu)異的抗氧化性能，能降低氧化損傷，此外還能調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞的極化水平，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向修復(fù)型巨噬細(xì)胞（M2型）極化（圖5)。Janus水凝膠補(bǔ)片能夠促進(jìn)心梗后血管的再生，抑制心肌細(xì)胞肥大與心肌組織纖維化，恢復(fù)損傷后的心功能（圖6)。此外，Janus水凝膠補(bǔ)片能夠阻止巨噬細(xì)胞與炎癥因子的募集，防止術(shù)后組織粘連的發(fā)生（圖7)。 


圖1. CPAMC/PCA Janus水凝膠作為多功能心肌補(bǔ)片修復(fù)大鼠心肌梗死（MI）的示意圖。 


圖2. CPAMC/PCA Janus水凝膠黏附層的機(jī)械特性與黏附性表征。 


圖3. CPAMC/PCA Janus水凝膠的黏附行為與對GSH響應(yīng)性表征。 


圖4. CPAMC/PCA Janus水凝膠對幼稚心肌細(xì)胞形態(tài)和功能的影響。


 圖5. CPAMC/PCA Janus水凝膠的抗氧化能力和抗炎作用。


 圖6. CPAMC/PCA Janus水凝膠對心肌梗死大鼠的修復(fù)作用。


 圖7. CPAMC/PCA Janus水凝膠在MI大鼠模型中的抗組織粘連功能評估。


  論文第一作者為南方醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院博士后何玉童，論文通訊作者為南方醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院副院長邱小忠教授與南方醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院侯鴻浩教授。南方醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院為論文第一完成單位，該研究得到國家自然科學(xué)等基金的資助支持。


  相關(guān)鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-35437-5

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