心肌梗死的發病率和死亡率常年居高不下且呈逐年上升趨勢，但傳統藥物和介入治療只能緩解心梗癥狀無法修復已經損傷的心肌組織。組織工程手段可以針對心梗后的病變特點構建工程化心肌補片重建心肌再生微環境以修復受損心肌，然而，工程化心肌補片的有創移植與術后組織粘連問題一直是阻礙心肌補片發展與臨床應用的關鍵問題。

邱小忠與侯鴻浩教授團隊針對上述問題，開發了一種響應性可逆和不對稱黏附的Janus水凝膠用于心肌梗死修復（圖1)。Janus水凝膠補片具有很好的組織黏附性能，且具有良好的彈性與導電性，符合心肌微環境對于導電性與彈性的需求（圖2)。水凝膠的黏附性能類似生物組織的應變-應力增強行為，且具有GSH響應性，在GSH的刺激下能觸發黏附分離（圖3)。Janus水凝膠具有良好的生物相容性，不會影響心肌細胞的生長，且能促進幼稚心肌細胞的功能化（圖4)。Janus水凝膠具有優異的抗氧化性能，能降低氧化損傷，此外還能調節巨噬細胞的極化水平，誘導巨噬細胞向修復型巨噬細胞（M2型）極化（圖5)。Janus水凝膠補片能夠促進心梗后血管的再生，抑制心肌細胞肥大與心肌組織纖維化，恢復損傷后的心功能（圖6)。此外，Janus水凝膠補片能夠阻止巨噬細胞與炎癥因子的募集，防止術后組織粘連的發生（圖7)。

圖1. CPAMC/PCA Janus水凝膠作為多功能心肌補片修復大鼠心肌梗死（MI）的示意圖。

圖2. CPAMC/PCA Janus水凝膠黏附層的機械特性與黏附性表征。

圖3. CPAMC/PCA Janus水凝膠的黏附行為與對GSH響應性表征。

圖4. CPAMC/PCA Janus水凝膠對幼稚心肌細胞形態和功能的影響。

 圖5. CPAMC/PCA Janus水凝膠的抗氧化能力和抗炎作用。

 圖6. CPAMC/PCA Janus水凝膠對心肌梗死大鼠的修復作用。

 圖7. CPAMC/PCA Janus水凝膠在MI大鼠模型中的抗組織粘連功能評估。

論文第一作者為南方醫科大學第五附屬醫院博士后何玉童，論文通訊作者為南方醫科大學第五附屬醫院副院長邱小忠教授與南方醫科大學基礎醫學院侯鴻浩教授。南方醫科大學第五附屬醫院為論文第一完成單位，該研究得到國家自然科學等基金的資助支持。