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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構(gòu)建工程化心肌補片重建心肌再生微環(huán)境以修復受損心肌，然而，工程化心肌補片的有創(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隊針對上述問題，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（圖1)。Janus水凝膠補片具有很好的組織黏附性能，且具有良好的彈性與導電性，符合心肌微環(huán)境對于導電性與彈性的需求（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，不會影響心肌細胞的生長，且能促進幼稚心肌細胞的功能化（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)巨噬細胞的極化水平，誘導巨噬細胞向修復型巨噬細胞（M2型）極化（圖5)。Janus水凝膠補片能夠促進心梗后血管的再生，抑制心肌細胞肥大與心肌組織纖維化，恢復損傷后的心功能（圖6)。此外，Janus水凝膠補片能夠阻止巨噬細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片修復大鼠心肌梗死（MI）的示意圖。

圖2. CPAMC/PCA Janus水凝膠黏附層的機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)科大學第五附屬醫(yī)院副院長邱小忠教授與南方醫(yī)科大學基礎(chǔ)醫(yī)學院侯鴻浩教授。南方醫(yī)科大學第五附屬醫(yī)院為論文第一完成單位，該研究得到國家自然科學等基金的資助支持。