Nature Medicine：中國科學(xué)家研發(fā)出可改善心臟功能和組織修復(fù)的心臟外膜裝置

如今，心血管疾病是威脅人類生命的最常見疾病，具有高患病率、高死亡率的特點(diǎn)，而心力衰竭(HF)是心血管疾病的晚期癥狀，在全球范圍內(nèi)占相當(dāng)大的發(fā)病率和死亡率。盡管采取了多種治療策略，包括藥物治療、左心室輔助裝置、人工心臟和心臟移植，但心梗后心力衰竭的進(jìn)展仍然是不可逆的?；诖?，一種新型修復(fù)措施應(yīng)運(yùn)而生：心臟“創(chuàng)口貼”——心臟補(bǔ)片。

目前公認(rèn)的心臟補(bǔ)片包括細(xì)胞負(fù)荷補(bǔ)片和無細(xì)胞補(bǔ)片。盡管細(xì)胞負(fù)載貼片取得了一些進(jìn)展，但接種細(xì)胞的低保留率和植入率一直是一個(gè)主要問題。相反，無細(xì)胞貼片易于定制且實(shí)用，有望用于臨床。水凝膠、納米顆粒和載藥支架可持續(xù)釋放治療試劑以促進(jìn)心臟修復(fù)，然而這些構(gòu)建體的功效和穩(wěn)定性有待增強(qiáng)。有研究表明一種稱為Therepi的可補(bǔ)充給藥的灌注治療試劑可輕松、連續(xù)地進(jìn)入心臟，但忽略了心臟修復(fù)的其他重要因素，如機(jī)械刺激，炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)和促血管生成效應(yīng)。迄今為止，還沒有能同時(shí)對(duì)梗塞心肌發(fā)揮綜合治療作用的心臟補(bǔ)片。
2021年3月15日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院與東華大學(xué)合作，在出版的《自然—醫(yī)學(xué)》上發(fā)表了題為“A perfusable, multifunctional epicardial device improves cardiac function and tissue repair”的文章，研究闡述了一種可灌注、多功能心外膜裝置，可改善心臟功能和組織修復(fù)。

DOI: 10.1038/s41591-021-01279-9

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? PerMed設(shè)計(jì)
研究人員通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：PGS/聚己內(nèi)酯(9:1)制成的 BEP具有均勻的厚度和光滑的表面，之間無明顯的分離。而由PCL和PCL/明膠(3:1)制成的PHM具有多級(jí)仿生結(jié)構(gòu)，包括多層互連分支網(wǎng)絡(luò)，在通道壁中具有許多開放且均勻的可滲透微孔。而在機(jī)械性能上，BEP與正常心臟組織相似，具有良好的彈性、疲勞耐久性和很小的滯后現(xiàn)象。PCL和PCL/明膠(3:1)制成的PHM具有良好的彈性和抗疲勞性，能夠承受動(dòng)態(tài)變形，并在長(zhǎng)期心外膜應(yīng)用期間保持管狀結(jié)構(gòu)。
同樣，在生物相容性能方面，PCL/明膠(3:1) PHMs比其他PHMs具有更高的活細(xì)胞比率，細(xì)胞也很好地附著在聚己內(nèi)酯/明膠(3:1)多孔膜上，并形成類似于微通道的三維(3D)結(jié)構(gòu)。同時(shí)，脂肪干細(xì)胞和脂肪源干細(xì)胞可以在所有三種具有相似細(xì)胞活力的胚胎干細(xì)胞上良好生長(zhǎng)。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?PerMed植入應(yīng)力評(píng)估
隨后，研究人員將PerMed植入到心梗模型中，比較了各組的存活率和心臟功能。試驗(yàn)結(jié)果表明在心肌梗死大鼠模型中，植入PerMed改善了心室功能。當(dāng)與皮下泵相連時(shí)，PerMed可使血小板源性生長(zhǎng)因子-BB有針對(duì)性、持續(xù)且穩(wěn)定地釋放，與沒有該泵的設(shè)備相比，其可增強(qiáng)心臟修復(fù)的功效。研究人員還驗(yàn)證了在豬中進(jìn)行微創(chuàng)外科PerMed植入的可行性，證明了其具有臨床轉(zhuǎn)化和治療心臟病的潛力。

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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?erMed裝置改善了血管生成和心臟代謝并減少了心肌細(xì)胞凋亡
總之，本篇研究報(bào)道了一種新型的多功能心外膜裝置，稱為PerMed，它對(duì)心肌梗死后的心臟修復(fù)具有綜合治療作用，有望造福于臨床。