水凝胶在心血管修复中的多功能特性与应用2025-10-13 08:45:36
水凝胶具有与细胞外基质相似的理化性质,可为细胞增殖、迁移及分化提供支持;具有形状适应性和组织黏性,可黏附至受损组织、器官表面进行修复;可作为药物、生物分子的仓库,通过外部刺激(温度、光敏、酸碱度及生物电子设备等)实现可控性释放。根据水凝胶的植入方式,目前可分为细胞贴片、可注射水凝胶、水凝胶微针三类。其中可注射水凝胶具有一定流动性,可通过注射的方式直接注射至生物体内或特定组织部位。不同于心脏贴片需开胸手术将贴片置于心脏表面,可注射水凝胶可通过微创注射的方式递送至心脏表面,并避免了心脏贴片与心脏贴合不紧密的问题,更好地适应心脏的收缩与舒张功能。当前,难治性心绞痛的治疗策略正经历重要转变:从早期的冠状动脉窦封堵、脊髓电刺激等机械干预手段,逐步转向代谢调节和治疗性血管生成等生物学治疗方向。在这一治疗范式转变中,以可注射水凝胶为代表的新型生物材料因其独特的优势而备受关注。本文从基于细胞外基质的可注射水凝胶、装载药物的可注射水凝胶、装载干细胞的可注射水凝胶、装载蛋白质或基因的可注射水凝胶四个方面,阐述可注射性水凝胶在难治性心绞痛治疗中的应用前景,并深入分析其技术瓶颈,旨在为难治性心绞痛的创新型治疗策略开发提供新的研究思路和理论依据。
目前研发的可注射水凝胶分为天然水凝胶和合成水凝胶两大类。天然水凝胶由胶原、透明质酸、壳聚糖等多糖或蛋白质组成,具有与细胞外基质相似的三维结构,凭借显著的亲水性及多孔结构显示出优异的水合性能,可高效吸收并保持水分;同时借助表面生物活性位点,能够特异性吸附多种生长因子和信号分子,并介导细胞黏附。此外,天然水凝胶富含氨基酸、糖类等生物营养物质及生物活性分子,可为细胞提供适宜的微环境,从而有效支持细胞存活、增殖与迁移。基于上述特性,天然水凝胶在心机组织工程与修复领域展现出良好的应用前景。
出自《可注射水凝胶在难治性心绞痛治疗中的应用前景》作者门冰欣,胡娜娜,张亚苹。
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