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  隨著現(xiàn)代社會(huì)壓力的持續(xù)增加和人口老齡化程度的加深，心血管疾病已經(jīng)成為威脅人類生命健康的“頭號(hào)殺手”。心肌梗死（MI）作為導(dǎo)致心血管疾病死亡的主要原因，是由于心肌細(xì)胞缺血性壞死引起的，并進(jìn)一步導(dǎo)致無(wú)導(dǎo)電性的纖維化瘢痕組織形成，阻礙了心臟的同步收縮和舒張功能，最終引起心室重塑及心力衰竭。盡管傳統(tǒng)治療方法在處理MI方面各有其優(yōu)點(diǎn)，但在恢復(fù)心臟電生理功能和抑制不良心室重塑方面的效果有限，導(dǎo)致大約60%的患者面臨后期死亡或臨床預(yù)后不佳的情況。近年來(lái)，隨著生物醫(yī)用材料技術(shù)的進(jìn)步，導(dǎo)電水凝膠貼片因其能夠重建梗死心肌電信號(hào)通路、促進(jìn)心臟電收縮耦合等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，逐漸成為治療MI極具潛力的新方法之一。然而，現(xiàn)有研究往往忽略了對(duì)心臟病理狀態(tài)的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，這使得治療時(shí)的精準(zhǔn)性不足，嚴(yán)重影響了心肌梗死的臨床療效。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)一種能夠集診斷與治療于一體的新型導(dǎo)電水凝膠貼片，通過(guò)監(jiān)測(cè)和分析梗死心臟的機(jī)械生理信號(hào)及病理位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)心肌梗死的精準(zhǔn)診斷和高效治療。這種方法將極大地提升MI患者的生存率和生活質(zhì)量，為心血管疾病的治療帶來(lái)新的希望。

  鑒于此，天府錦城實(shí)驗(yàn)室白龍助理研究員、四川大學(xué)胡成副研究員、王云兵教授團(tuán)隊(duì)受到自然界中變色龍皮膚變色機(jī)制的啟發(fā)，將HPC膽甾相液晶、MXene@PDA納米導(dǎo)電材料整合到海藻酸鈉水凝膠體系中，采用靜置自組裝和鈣離子后交聯(lián)策略，開(kāi)發(fā)出一種具有光電雙信號(hào)傳感功能的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠貼片，該貼片可用于心肌梗死的精準(zhǔn)診斷及高效治療（圖1）。由于融合了結(jié)構(gòu)色和導(dǎo)電材料，這種導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠具備優(yōu)異的機(jī)電響應(yīng)、力致變色及保型黏附功能。它不僅能夠通過(guò)相對(duì)電阻的變化反饋實(shí)時(shí)電信號(hào)，還能通過(guò)調(diào)節(jié)液晶相的螺距呈現(xiàn)出鮮艷的視覺(jué)信息，從而擁有數(shù)字化、可視化監(jiān)控外界微弱界面機(jī)械刺激及時(shí)空機(jī)械刺激的能力。值得注意的是，該導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠貼片可應(yīng)用于心肌梗死的監(jiān)測(cè)與修復(fù)。借助材料的機(jī)電傳感響應(yīng)及保形黏附性，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠貼片能夠實(shí)現(xiàn)對(duì)心臟機(jī)械生理信號(hào)的實(shí)時(shí)精確監(jiān)測(cè)，進(jìn)而初步判斷心臟病理狀態(tài)。隨后，依據(jù)梗死心肌與正常心肌舒張和收縮運(yùn)動(dòng)的幅值差異，利用膽甾相液晶優(yōu)異的力致變色響應(yīng)，該水凝膠可以實(shí)現(xiàn)對(duì)梗死心肌位置的可視化精準(zhǔn)識(shí)別。針對(duì)準(zhǔn)確識(shí)別出的病理位置植入水凝膠貼片進(jìn)行治療，由于材料具有出色的保型黏附能力，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠能夠通過(guò)降低界面阻抗，增強(qiáng)電耦合能力及抗炎和抗凋亡作用，進(jìn)而減少纖維化瘢痕形成，促進(jìn)血管再生，達(dá)到高效修復(fù)梗死心肌的目的。他們研發(fā)的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠具有獨(dú)特的診療一體化功能，這為心肌梗死（MI）的治療提供了一種可行的新策略。

圖1. 用于心肌梗死監(jiān)測(cè)和電耦合治療的診療一體化平臺(tái)示意圖。

圖2. 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠的制備與表征。

圖3. 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠的機(jī)致變色性能。

圖4. 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠貼片的電傳感性能。

圖5. 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠貼片的細(xì)胞毒性、黏附性能；貼片對(duì)心肌梗死的光電雙信號(hào)監(jiān)測(cè)。

圖6. 導(dǎo)電結(jié)構(gòu)色水凝膠對(duì)梗死心肌的電耦合修復(fù)。

圖7. 修復(fù)梗死心肌的機(jī)理研究。

  相關(guān)研究成果以“Bioinspired Conductive Structural Color Hydrogels: A Theragnostic Platform for Spatiotemporal Monitoring and Repair of Myocardial Infarction”為題，發(fā)表在材料領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Advanced Functional Materials》上。天府錦城實(shí)驗(yàn)室（前沿醫(yī)學(xué)中心）白龍助理研究員為本文第一作者，四川大學(xué)生物材料工程研究中心王云兵教授、胡成副研究員為通訊作者。該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、四川省自然科學(xué)基金、天府錦城實(shí)驗(yàn)室薪火計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。

  論文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202510548