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  心肌補(bǔ)片是治療心肌梗死的一種重要策略，能夠為受損心肌提供機(jī)械支撐、促進(jìn)心肌修復(fù)并恢復(fù)電信號的同步傳導(dǎo)。然而，傳統(tǒng)的預(yù)成型心肌補(bǔ)片通常需要開胸植入，創(chuàng)傷大、恢復(fù)慢，且補(bǔ)片需縫合固定，易引發(fā)組織損傷與炎癥反應(yīng)。生物粘合劑補(bǔ)片雖能在濕潤組織上實(shí)現(xiàn)貼附，但其非特異性粘附易導(dǎo)致胸腔粘連，進(jìn)而引起術(shù)后并發(fā)癥與預(yù)后問題。為降低手術(shù)創(chuàng)傷，支持微創(chuàng)輸送的心肌補(bǔ)片逐漸成為研究熱點(diǎn)，代表性策略包括可壓縮的形狀記憶貼片和原位形成的可注射水凝膠貼片。但前者粘附力有限，后者的凝膠化過程難以精準(zhǔn)控制，易出現(xiàn)導(dǎo)管阻塞或定位偏差。因此，開發(fā)一種可微創(chuàng)介入并具有選擇性濕粘附能力的心肌補(bǔ)片至關(guān)重要。理想的補(bǔ)片應(yīng)能在復(fù)雜的生理環(huán)境中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固貼附與電信號耦合，并改善心肌損傷后的氧化應(yīng)激微環(huán)境，以協(xié)同促進(jìn)功能性修復(fù)。

  針對上述挑戰(zhàn)，四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院、國家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心王云兵教授/張婕妤副研究員團(tuán)隊研發(fā)出一種基于順序交聯(lián)策略的可注射水凝膠心肌貼片（GRAXe），實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)遞送、初始心肌錨定與不對稱濕性粘附，并兼具機(jī)電耦合與抗氧化促修復(fù)功能。通過分布成膠策略在同一體系內(nèi)解耦成膠機(jī)制：第一階段為預(yù)交聯(lián)，由多巴胺官能化海藻酸鹽（SA–DA）與Ca2?構(gòu)建離子交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，具備剪切稀化特性，形成可調(diào)控的力學(xué)窗口，可根據(jù)應(yīng)用需求靈活配比。該網(wǎng)絡(luò)可通過導(dǎo)管注射實(shí)現(xiàn)微創(chuàng)介入，可自適應(yīng)貼附；第二階段為光交聯(lián)，通過ROS響應(yīng)型超支化聚合物（RHP）與甲基丙烯酸明膠（GelMA）光交聯(lián)形成共價網(wǎng)絡(luò)，增強(qiáng)界面錨定并清除氧化應(yīng)激。光誘導(dǎo)產(chǎn)生的交聯(lián)強(qiáng)度梯度賦予材料不對稱粘附特性，使貼片在心肌表面牢固附著的同時避免與胸腔其他組織發(fā)生非靶向粘附。此外，在水凝膠貼片中引入MXene納米片構(gòu)建連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，有效彌補(bǔ)梗死區(qū)域電偶聯(lián)缺陷，恢復(fù)心肌動作電位傳播，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、電與化學(xué)信號的多維協(xié)同修復(fù)。

  2025年10月21日，該工作以“Injectable Conductive Hydrogel Patch with Spatiotemporally Tailored Asymmetric Adhesion for Myocardial Infarction Repair”為題發(fā)表在Advanced Materials上。四川大學(xué)王云兵教授和張婕妤副研究員為論文共同通訊作者，張語馨博士生為第一作者，該研究得到國家自然科學(xué)基金（No. 52273138）和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院結(jié)構(gòu)性心臟病微創(chuàng)治療創(chuàng)新單元（No.2021RU013）的支持。

示意圖1. 不對稱心肌貼片GRAXe的設(shè)計概念，形成過程及治療機(jī)制。

圖1. GRAXe的順序交聯(lián)策略：Ca2?預(yù)交聯(lián)顯著提高水凝膠黏度并賦予其剪切稀化特性，使其可順利通過25G針頭注射并在心肌表面實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)貼附。經(jīng)紫外光交聯(lián)后，形成不對稱結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)與心肌的粘附與導(dǎo)電性能。

圖2. GRAXe具備不對稱粘附特性：其心肌側(cè)可高效吸附蛋白并形成穩(wěn)固粘附，而相對表面保持低吸附與抗粘連。通過光交聯(lián)驅(qū)動的界面強(qiáng)度梯度，使GRAXe實(shí)現(xiàn)從初始錨定到選擇性附著的動態(tài)轉(zhuǎn)變。

圖3. GRAXe通過構(gòu)建連續(xù)導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)心肌細(xì)胞間的電信號傳導(dǎo)。

圖4. GRAXe在心肌梗死模型中顯著改善心功能與促進(jìn)組織修復(fù)。

  該工作提出了一種模塊化可注射水凝膠貼片，用于解決心肌修復(fù)中成膠控制精度不足、粘附特性難以調(diào)控及修復(fù)功能整合度有限等核心問題。研究團(tuán)隊基于兩種相互獨(dú)立的交聯(lián)機(jī)制，構(gòu)建時空分離的雙觸發(fā)成膠策略，通過分步觸發(fā)實(shí)現(xiàn)初始錨定與后期力學(xué)增強(qiáng)的協(xié)同調(diào)控，從而分別優(yōu)化成膠動力學(xué)、可注射性與界面粘附性能。該研究為可注射、可編程心臟修復(fù)材料的設(shè)計提供了新的實(shí)現(xiàn)路徑，并在微創(chuàng)生物界面構(gòu)筑方面展現(xiàn)出應(yīng)用潛力。

  原文鏈接：http://doi.org/10.1002/adma.202510824