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  隨著現代社會壓力的持續增加和人口老齡化程度的加深，心血管疾病已經成為威脅人類生命健康的“頭號殺手”。心肌梗死（MI）作為導致心血管疾病死亡的主要原因，是由于心肌細胞缺血性壞死引起的，并進一步導致無導電性的纖維化瘢痕組織形成，阻礙了心臟的同步收縮和舒張功能，最終引起心室重塑及心力衰竭。盡管傳統治療方法在處理MI方面各有其優點，但在恢復心臟電生理功能和抑制不良心室重塑方面的效果有限，導致大約60%的患者面臨后期死亡或臨床預后不佳的情況。近年來，隨著生物醫用材料技術的進步，導電水凝膠貼片因其能夠重建梗死心肌電信號通路、促進心臟電收縮耦合等獨特優勢，逐漸成為治療MI極具潛力的新方法之一。然而，現有研究往往忽略了對心臟病理狀態的準確監測，這使得治療時的精準性不足，嚴重影響了心肌梗死的臨床療效。因此，迫切需要開發一種能夠集診斷與治療于一體的新型導電水凝膠貼片，通過監測和分析梗死心臟的機械生理信號及病理位置，實現對心肌梗死的精準診斷和高效治療。這種方法將極大地提升MI患者的生存率和生活質量，為心血管疾病的治療帶來新的希望。

  鑒于此，天府錦城實驗室白龍助理研究員、四川大學胡成副研究員、王云兵教授團隊受到自然界中變色龍皮膚變色機制的啟發，將HPC膽甾相液晶、MXene@PDA納米導電材料整合到海藻酸鈉水凝膠體系中，采用靜置自組裝和鈣離子后交聯策略，開發出一種具有光電雙信號傳感功能的導電結構色水凝膠貼片，該貼片可用于心肌梗死的精準診斷及高效治療（圖1）。由于融合了結構色和導電材料，這種導電結構色水凝膠具備優異的機電響應、力致變色及保型黏附功能。它不僅能夠通過相對電阻的變化反饋實時電信號，還能通過調節液晶相的螺距呈現出鮮艷的視覺信息，從而擁有數字化、可視化監控外界微弱界面機械刺激及時空機械刺激的能力。值得注意的是，該導電結構色水凝膠貼片可應用于心肌梗死的監測與修復。借助材料的機電傳感響應及保形黏附性，導電結構色水凝膠貼片能夠實現對心臟機械生理信號的實時精確監測，進而初步判斷心臟病理狀態。隨后，依據梗死心肌與正常心肌舒張和收縮運動的幅值差異，利用膽甾相液晶優異的力致變色響應，該水凝膠可以實現對梗死心肌位置的可視化精準識別。針對準確識別出的病理位置植入水凝膠貼片進行治療，由于材料具有出色的保型黏附能力，導電結構色水凝膠能夠通過降低界面阻抗，增強電耦合能力及抗炎和抗凋亡作用，進而減少纖維化瘢痕形成，促進血管再生，達到高效修復梗死心肌的目的。他們研發的導電結構色水凝膠具有獨特的診療一體化功能，這為心肌梗死（MI）的治療提供了一種可行的新策略。

圖1. 用于心肌梗死監測和電耦合治療的診療一體化平臺示意圖。

圖2. 導電結構色水凝膠的制備與表征。

圖3. 導電結構色水凝膠的機致變色性能。

圖4. 導電結構色水凝膠貼片的電傳感性能。

圖5. 導電結構色水凝膠貼片的細胞毒性、黏附性能；貼片對心肌梗死的光電雙信號監測。

圖6. 導電結構色水凝膠對梗死心肌的電耦合修復。

圖7. 修復梗死心肌的機理研究。

  相關研究成果以“Bioinspired Conductive Structural Color Hydrogels: A Theragnostic Platform for Spatiotemporal Monitoring and Repair of Myocardial Infarction”為題，發表在材料領域國際頂級期刊《Advanced Functional Materials》上。天府錦城實驗室（前沿醫學中心）白龍助理研究員為本文第一作者，四川大學生物材料工程研究中心王云兵教授、胡成副研究員為通訊作者。該項研究得到了國家自然科學基金、四川省自然科學基金、天府錦城實驗室薪火計劃等項目的資助。

  論文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202510548