心肌細胞的不可完全再生性引發的心肌梗塞等心臟損傷和疾病,使得心肌片領域迅速發展。一般來說,心肌片都是將心肌細胞和3D的生物材料結合,用于心臟修復和藥物測試。心肌細胞的天然屬性:受到電學刺激就會發生收縮,使得其在電學傳感領域頗受重視。
在心肌片植入之后,要想保證細胞仍然存活,必須在腳手架內部進行適當的藥物控制釋放,使血管向內生長,從而避免嚴重的炎癥。然而,之前的研究都無法實現體內在線監測。
圖1. 心肌片制造示意圖
有鑒于此,Dvir等人報道了一種可再生的心肌片,由心肌細胞和獨立的柔性電極、3D 納米復合腳手架集成。這種心肌片可以實現細胞電學行為的實時監測,并按需提供電學刺激,保障心肌細胞的同步收縮。
同時,研究人員將含有生物因素的電活性的高分子材料沉積在所涉及的電極表面,用于藥物控制釋放,以滿足心肌片微環境中的實時需求。
總之,這種復合集成的心肌片將有望最終實現對心肌功能的控制治療!
圖2. 獨立的網孔電子器件
圖3. 電子器件中生物分子控制釋放
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2. Milica Radisic. Tissue engineering: Signals from within. Nature Materials, 2016, 15, 596–597.