Nat Biomed Eng: 中外科研团队研发出修复心脏“创可贴”

苏州大学教授杨磊(现任职河北工业大学)团队、复旦大学教授孙宁团队与美国布朗大学教授高华健团队合作,研发出一种用于心肌梗死治疗的粘弹性自黏附心肌补片。相关成果在线发表于4月15日《自然—生物医学工程》。


心肌补片是治疗严重心肌梗死和后续心衰的一种潜在有效方式。然而,心肌补片在限制心室病理性重构和改善心功能方面的力学机制尚不清楚,不同性质的材料已被用于制备各类心肌补片,但是否存在最优材料特性与力学性能仍未知。


该研究团队首先构建了心室的有限元模型,对心肌梗死和非梗死区域的力学环境进行了准确定量表述。接下来,研究人员通过计算模拟,研究了在梗死区域应施加何种力学约束可重建其力学功能并消除两个区域间的力学差异。根据得出的最佳力学重建策略,他们开发了具有“凝胶点”流变学特性的力学自适应性自粘心肌补片GPAP。


“它黏附在心脏表面后,能显著降低梗死区域心肌的弛豫常数,达到与非梗死区域几乎一致的水平。”杨磊告诉《中国科学报》,在使用GPAP后,动物的病情会得到延缓和逆转,心功能的主要指标也会全部得到恢复,效果超越了几乎所有已报道的无细胞类心肌补片甚至部分干细胞补片。


本研究体现了医学、物理学与材料学等不同学科交叉合作的优势,揭示了心肌梗死治疗中的力学作用机制,开发了一种具有自主知识产权的心肌补片,可望有效治疗心肌梗死。该研究成果为包括缺血性心肌病在内的重大疾病的治疗开辟了新思路。


原始出处:


Xiao Lin, Yue Liu, Aobing Bai, et.al. A viscoelastic adhesive epicardial patch for treating myocardial infarction. Nature Biomedical Engineering 15 April 2019