如今，因冠状循环阻塞引起的心肌梗塞是人类死亡的主要原因之一，外科手术（开胸）是目前医学条件下治疗心脏病常见和较为有效治疗手段。但手术是不是最佳选择？没有最好，只有更好！

南医五院副院长邱小忠团队与加拿大曼尼托巴大学Malcolm Xing教授团队合作，在心肌组织工程研究领域取得重要进展，已在Nature子刊发表该重磅学术研究成果。

该研究成果以“可注射性导电心肌补片修复大鼠和小型猪心肌梗死（Injectable and conductive cardiac patches repair infarcted myocardium in rats and minipigs）”为题，于2021年9月30日在学术期刊《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）上发表。

由于心肌细胞受损后再生能力较弱，心肌梗死作为心血管疾病的常见病，目前临床上仍缺乏对已梗死心肌的有效治疗手段，其病死率呈逐年上升趋势。利用组织工程手段构建的工程化导电心肌补片在体内可重建心肌再生微环境，并可有效携带治疗性细胞，已显示出促进梗死心脏修复与再生的潜力。然而，传统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不利特点，限制了其在心梗修复中的进一步发展与应用。具有形状记忆功能的心肌补片可以微创递送的方式移植入体内、并可维持预制的心肌补片结构及功能，将更贴合临床应用需求。然而，将形状记忆功能、可注射性以及高导电性融合进一个功能性心肌补片体系中存在较大挑战。

研究团队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证明在胸腔镜下可通过微创递送方式输送到小型猪心脏表面，且注射前后补片的结构以及细胞活力无明显差异。将未装载或已装载心肌细胞的可注射导电心肌补片移植入大鼠梗死心脏表面，发现两种心肌补片均可通过提升梗死心脏的电传导速度、促进梗死心脏的再血管化以及提升心功能促进大鼠的心梗修复。进一步地，将未装载或已装载心肌细胞的可注射导电心肌补片注射到小型猪梗死心脏表面，4周后检测发现两种心肌补片均可显著提升梗死心脏的射血分数（EF%）和缩短指数（FS%）, 已装载心肌细胞的可注射导电心肌补片在组织学上显示出明显的促心梗修复效果。研究团队还探讨了该可注射导电心肌补片在大鼠体内长期（6个月）存在时补片对心肌微环境的调控作用。

这项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。

▲（a）可注射导电心肌补片的可压缩性示意图；

▲（b）可注射导电心肌补片的分级多孔结构；

▲（c）微创递送可注射导电心肌补片至小型猪心脏表面。