基礎醫學(xué)研究所許海燕課題組在促心肌修復生物材料方面取得進(jìn)展
2022年9月9日，中國醫學(xué)科學(xué)院基礎醫學(xué)研究所許海燕課題組與合作者在愛(ài)思唯爾出版社旗下的生物材料綜合性期刊Materials Today Bio《今日生物材料》發(fā)表了題為“Co-axial fibrous scaffolds integrating with carbon fiber promote cardiac tissue regeneration post myocardial infarction”（碳纖維復合共軸紡絲纖維支架促進(jìn)心肌修復）的論文，報道了一種由碳纖維與共軸靜電紡絲纖維組成的新型復合導電凝膠促進(jìn)心肌梗死后心肌修復的作用及其機制。
心肌梗死是由于冠狀動(dòng)脈阻塞引起的急性心肌壞死，患者愈后如果不能及時(shí)對壞死心肌組織予以干預治療，壞死部位會(huì )逐漸發(fā)生纖維化，引起心室壁變薄，心室收縮力下降，可能引發(fā)心力衰竭等病變。心肌組織具有電傳導性，由浦肯野纖維傳遞電信號，協(xié)調心肌有序跳動(dòng)。由導電材料構建的心肌補片不僅可以為梗死心肌提供力學(xué)支撐，防止局部心室壁變薄，還可為促進(jìn)電信號的傳到，有助于心肌組織的修復。
碳纖維具有高模量、高導電性和低比重的優(yōu)異性能，被廣泛用于航天、航空、運動(dòng)健身等產(chǎn)品中。中國醫學(xué)科學(xué)院基礎醫學(xué)研究所許海燕課題組制備了聚乳酸與明膠的共軸紡絲材料，將碳纖維與其復合，制備了具有優(yōu)良導電性、力學(xué)強度及生物相容性的心肌補片，可快速大量吸收水份，形成微納纖維多孔結構的水凝膠，一方面顯著(zhù)促進(jìn)了新生大鼠心肌細胞的成熟，同時(shí)也增強了心肌細胞間及其與血管內皮細胞之間的通訊，促進(jìn)新生血管形成。在大鼠心梗模型上，導電水凝膠的植入可以有效促進(jìn)梗死部位血管形成，促進(jìn)心肌修復（圖1），展現出體內促進(jìn)心肌組織再生與修復的功能，具有重要的科學(xué)意義和臨床轉化價(jià)值。
圖1. 導電性復合水凝膠（PLA@Gel/CF3）對左心室功能和收縮能力的影響。（A）代表性M-Mode、B-Mode和3D整體縱向應變力；（B-E）PLA@Gel/CF3植入促進(jìn)了左心室協(xié)同收縮功能，包括心臟收縮功能指標EF（左心室射血分數）、FS（左心室短軸縮短率）、CO（左心室心輸出量）、GLS（整體縱向應變力）的差異。
本研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃（2017YFA0205504）、國家自然科學(xué)基金（81971366）、中國醫學(xué)科學(xué)院醫學(xué)與健康科技創(chuàng )新工程（2021-I2M-1-006)）等項目的資助，由多學(xué)科研究人員合作完成，基礎醫學(xué)研究所許海燕研究員和劉健研究員為論文共同通訊作者，基礎醫學(xué)研究所孟潔研究員、北京協(xié)和醫院麻醉科主治醫師校搏博士為共同第一作者，基礎所實(shí)驗動(dòng)物中心孫立紅副研究員、北京協(xié)和醫學(xué)院八年制臨床醫學(xué)專(zhuān)業(yè)學(xué)生李博和郭問(wèn)等為共同作者。
論文信息和鏈接：JieMeng#, Bo Xiao#, Fengxin Wu#, Lihong Sun, Bo Li, Wen Guo, Xuechun Hu, XuegaiXu, Tao Wen, Jian Liu*, Haiyan Xu*, Co-axial fibrous scaffolds integrating with carbon fiber promote cardiac tissue regeneration post myocardial infarction,Materials Today Bio,2022,16,100415.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590006422002137