天津大学刘文广教授、王玮副教授团队：涂抹型导电水凝胶贴片改善心肌功能

近年来，随着再生医学的发展，可注射水凝胶和心脏贴片两种不同的策略被广泛的应用于重建梗死后的心肌功能。天津大学刘文广教授、王玮副教授团队针对心肌节律性跳动的特点，设计了一系列的功能化可注射凝胶体系用于心肌功能重建（Biomaterials 2018, 160:69-81；Biomaterials 2017, 122: 63-71.）。

对于心脏贴片，现阶段的研究主要集中于缝合或紫外光（激光）照射粘附等方式将贴片固定于心脏上，这些方法均会对脆弱的心肌造成新的损伤，引起免疫反应或多级氧化应激，从而影响心肌功能。因此，一个更加优良和适合临床应用的策略亟待探索。近期，该团队设计出一种在体内动态潮湿环境下具有优异粘附性的免缝合导电水凝胶贴片，能够方便快速地涂抹于心肌，成功探索出梗死心肌修复的新途径。首先将多巴胺和吡咯基团引入超支化聚合物；然后再用Fe3+作为多功能引发剂，使超支化结构中的吡咯和多巴胺基团同时发生聚合，从而赋予凝胶优异的导电性和湿态粘附性，获得一种免缝合的可涂抹型导电贴片。实验结果显示成功地将非自由的吡咯基团聚合，解决了聚吡咯（Ppy）不溶并难以均一分散到凝胶网络的问题，实现了将原位形成的导电Ppy纳米颗粒充当交联位点，进一步促进体系的稳固和长期稳定的导电性能。

基于凝胶的独特性质，即成胶初期，凝胶软粘可塑性，因此可以凝胶态涂抹于曲面组织而不会发生泄露。成胶初期，凝胶中的儿茶酚基团与组织表面的氨基和巯基产生优异的界面结合能力，凝胶快速与组织紧密粘附后，由于吡咯聚合和多巴胺之间的共价交联，导致粘附强度转化为内聚强度，模量增大最终使得涂抹的形状得以固定。动物实验结果表明，导电水凝胶贴片能够有效改善梗死心肌的功能，并促进电脉冲信号传导和梗死区域的血管再生。该团队设计的免缝合心脏贴片在临床上具有明显的应用前景。

图1免缝合导电水凝胶应用于心肌的示意图

该成果于2018年4月24日在线发表在 (Adv. Mater. 2018, 1704235) 杂志上，论文第一作者为硕士生梁爽，共同第一作者博士生张银宇，该研究工作的动物实验部分得到天津市中医药大学樊官伟教授和崔元璐教授的大力协助。该工作得到了国家自然科学基金（51473117，31771030），国家杰出青年基金（51325305），天津市自然科学基金（15JCQNJC03300），国家重点研究发展计划（第2016YFC1101301号）的资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201704235