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南方醫(yī)科大學邱小忠、侯鴻浩教授 Nat. Commun.:一種用于非侵入性心肌修復和防止術(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) 


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。 


2. CPAMC/PCA Janus水凝膠黏附層的機械特性與黏附性表征。 


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


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。


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

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