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  無論是在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，心臟疾病依然是目前死亡率最高的疾病之一。組織工程與再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展為心臟疾病的治療提供了一個(gè)新的途徑和方法。利用組織工程技術(shù)，制備工程化的心臟補(bǔ)片用于心肌損傷修復(fù)，或者研發(fā)微型心肌組織用來測試心臟疾病藥物的療效，甚至在體外重建一個(gè)功能和結(jié)構(gòu)完備的工程化心臟器官來治療心臟疾病，成為心臟組織工程科學(xué)研究的重要目標(biāo)和前沿領(lǐng)域。然而，如何制備出模擬天然心肌組織三維交錯(cuò)排列及力學(xué)各向異性結(jié)構(gòu)的組織工程支架材料仍然是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

  近日，西安交通大學(xué)前沿院生物工程與再生醫(yī)學(xué)研究中心郭保林教授課題組利用導(dǎo)電納米纖維束與光固化水凝膠相結(jié)合制備出一種復(fù)合型三維組織工程支架用于工程化三維心肌組織的構(gòu)建。該研究采用干濕法靜電紡絲技術(shù)制備取向的導(dǎo)電納米纖維束，并將其編織成類似天然心肌組織的交錯(cuò)排列網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)用水凝膠將多層納米纖維束網(wǎng)絡(luò)包裹形成三維復(fù)合支架。研究結(jié)果表明該納米纖維束網(wǎng)絡(luò)-水凝膠復(fù)合支架可有效地促進(jìn)心肌細(xì)胞的三維取向生長及成熟，且每一層的納米纖維束網(wǎng)絡(luò)可單獨(dú)控制該層心肌細(xì)胞的生長和排列。所包裹的水凝膠不僅為生長在納米纖維束網(wǎng)絡(luò)的細(xì)胞生長及營養(yǎng)傳輸提供了一個(gè)合適的三維環(huán)境，還可實(shí)現(xiàn)心肌細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞的共培養(yǎng)以展示形成血管化心肌組織的可操作性。這種將導(dǎo)電納米纖維網(wǎng)絡(luò)與光固化水凝膠結(jié)合而制備的復(fù)合支架充分模擬了天然心肌組織的三維排列的各向異性結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)了其在心肌組織的修復(fù)和再生的應(yīng)用潛力和廣闊前景。

  基于該研究成果，研究小組博士生吳耀彬、王玲以并列第一作者身份在國際納米材料領(lǐng)域權(quán)威期刊ACS Nano（影響因子13.942）發(fā)表題為“Interwoven aligned conductive nanofiber yarn/hydrogel composite scaffolds for engineered 3D cardiac anisotropy”的研究論文。西安交通大學(xué)是論文的第一作者和第一通訊作者單位。

  該項(xiàng)研究工作在國家自然科學(xué)基金、國家“千人計(jì)劃”項(xiàng)目、西安交通大學(xué)啟動(dòng)基金等的經(jīng)費(fèi)支持下完成。

  論文鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b01062