心肌梗死电信号传导障碍与碳基生物材料的修复机制2025-06-24 08:50:34
心肌梗死通常会中断心脏的血液供应，引起CMs死亡并且伴随瘢痕的形成，瘢痕组织不导电，因此相邻CMs间的电信号传播受阻，导致脉冲传播延迟或阻断。而产生的电紊乱导致健康和疤痕心肌区之间的电耦合丧失，最终表现为心脏功能失去代偿。因此，恢复梗死CMs间的电信号传导、改善心肌组织和细胞间的电耦合是治疗心肌梗死、调控心肌再生和恢复心室功能的重要方法之一。碳基生物材料因其优异的机械强度、导电性、热稳定性及光学特性，在心肌再生领域具有应用前景。其中常见有石墨烯、氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、碳纳米管和碳纳米纤维等。碳基生物材料可改善心肌组织处的力学、电学微环境，恢复梗死区域CMs间的电信号传导，促进心肌组织的成熟及再生修复。碳纳米管是生物医学应用中最有前途的无机纳米材料之一，其独特的管状结构、大的比表面积和优异的导电性能使CNTs成为一种优良的传感、药物释放和基因递送等生物医学应用的材料。2005年，Garibaldi等首次证明了超声纯化的单壁碳纳米管没有明显的短期毒性，并具有CMs细胞相容性。此后科研人员利用CNTs的导电性等在心肌修复领域进行了大量研究。
Sun等研究了掺入CNTs的胶原蛋白支架对心肌再生的作用机制。研究人员将不同浓度的单壁CNTs嵌入胶原基质中，并接种大鼠CMs，观察到CNTs能够显著促进CMs的成熟，增加了闰盘相关蛋白的表达，并增强闰盘组装和功能，同时促进了钙离子瞬变和振幅。McCauley等利用碳纳米管纤维制备手术缝合线缝合在绵羊心外膜瘢痕处，并对CNTf心肌界面进行电分析，观察到CNTf可以显著增强梗死瘢痕区的电导率，可恢复患病心肌的电传导。
出自《无机生物活性材料调控心肌再生的研究进展》 作者:罗晓民，乔志龙，刘颍.
