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石墨烯基材料促进心肌细胞分化与电信号传导的分子机制2025-06-25 08:48:44

Martins等利用壳聚糖和CNFs开发了一种高孔隙率和完全互连孔隙的导电复合物支架。该复合支架具有与大鼠心肌相似的弹性模量和优良的导电性能。实验发现,复合支架增强了CMs的代谢活性,且CNFs的掺入促进了参与心肌收缩和电耦合的心脏特异性基因表达,通过增强细胞间的电信号传输改善了心脏组织结构特征。

Mehrabi等利用CNFs的高机械强度和导电特性通过静电纺丝制备了CNFs/明胶复合心肌补片。经实验证实,掺入CNFs成功改善了所得CNFs/Gel心肌补片上的细胞黏附和增殖能力。此外,CNFs的存在还增强了心脏基因表达以及血管生成。在另一项研究中,研究者利用CNFs和胶原蛋白制备了复合心脏支架。添加CNFs赋予胶原蛋白支架更好的机械性能及导电性能,并能诱导心脏血管的生成,促进心肌组织的再生。
 
石墨烯是碳的同素异形体,碳原子以sp2杂化键合形成单层六边形蜂窝晶格石墨烯。Kim等首次研究了GPE对原代CMs的细胞相容性,发现GPE表现出稳定的CMs细胞附着和优异的细胞相容性。Park等证明了GPE具有作为MSCs培养底物促其向心肌分化的潜力,能提高心肌生成转录因子、心肌收缩蛋白和Cx-43蛋白的基因表达水平。CMs的收缩行为依赖于心肌内导电网络定向传播的电信号。基于此,Hitscherich等通过静电纺丝技术将GPE分散在PCL溶液中,成功制备了三维电活性纳米复合支架。GPE颗粒分散在PCL基质中为复合支架提供了局部导电电位,外部施加电刺激可以增强CMs的功能和分化能力。
 
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.