近日國際頂尖學術期刊Advanced
Materials雜志以封面文章發(fā)表李毅剛教授團隊的最新研究，結果發(fā)現(xiàn)：基于取向碳納米管薄膜的心臟補片在心臟再同步化、心梗患者治療領域?qū)⒕哂辛己玫膽们熬埃ㄓ绊懸蜃?9.791）。
附屬新華醫(yī)院的李毅剛教授領銜團隊與復旦大學高分子科學系彭慧勝教授合作，創(chuàng)新性地提出并成功構建了一種基于取向碳納米管材料的新型心臟補片。鑒于該成果的開創(chuàng)性意義和重大學術價值，國際頂尖學術期刊Advanced
Materials（影響因子19.791）選定其以封面文章在最新一期雜志發(fā)表。
心肌梗死是人類健康的主要“殺手”之一。成年心肌細胞一旦損傷壞死很難再生，壞死的心肌逐漸被纖維瘢痕組織替代。新形成的纖維瘢痕，一方面導致心室重塑和心力衰竭；另一方面，不同于正常心肌組織，纖維瘢痕缺乏良好的電傳導功能，可使受損心臟的電傳導速度減慢，增加傳導方向的不均一性，導致梗死區(qū)域電生理特性異質(zhì)性增加，加重心臟收縮不同步所致心衰，易誘發(fā)致命的惡性心律失常甚至猝死。目前臨床所采用的治療方法（包括藥物、溶栓治療、介入治療、冠狀動脈旁路手術），盡管能夠延緩心室重構，改善心功能，但無法從根本上修復受損心肌阻斷病程進展，最終可導致心力衰竭和惡性心律失常。對于大多數(shù)心衰終末期患者而言，心臟移植仍是惟一的治療手段，但由于供體來源有限及免疫排異反應，遠遠無法滿足實際臨床需求，人們正努力尋找新的治療手段。
心臟組織工程是一種很有前途的修復梗死心肌的方法。通過體外培育的心肌組織，可移植替代受損部位，實現(xiàn)心臟結構和功能的恢復。然而，當前的心臟補片尚難以完全模擬天然心肌的取向分層結構，及電信號的快速傳導和心肌同步收縮。碳納米管（Carbon
Nanotubes,
CNTs），是一種具有特殊結構（徑向尺寸為納米量級，軸向尺寸為微米量級，管端封口）的一維量子材料。主要由呈六邊形排列的碳原子構成數(shù)層到數(shù)十層的同軸圓管。研究表明，碳納米管可以與可興奮細胞相互作用，具有促進細胞增殖與生長，誘導干細胞分化的作用。碳納米管粉末作為如體外細胞培育骨架中的添加劑使用已顯示出良好的性能。研究團隊大膽假設，果將每一根碳納米管都依其一維方向取向排列，則更有利于發(fā)揮碳納米管本身管狀結構獨特的性能，并能模擬心肌取向結構。在此項研究中，利用干法紡絲技術制備的高度取向碳納米管薄膜（Super
aligned Carbon Nanotube
Sheets，SA-CNTs），具有極輕的質(zhì)量、良好的柔韌性及自支撐性、多孔粗糙的表面、優(yōu)異的導電性及納米尺度上的可調(diào)控性。在體外采用SA-CNTs作為骨架培養(yǎng)心肌細胞，不僅能誘導心肌細胞取向生長，為互相孤立的心肌細胞簇提供有效的信號傳導通路，同時在電刺激的輔助作用下，還能增加相鄰心肌細胞間連接蛋白CX43的表達，改善細胞間的信號傳導，實現(xiàn)了SA-CNTs上心肌細胞的同步收縮。此外，SA-CNTs能降低單個心肌細胞不同搏動間和不同心肌細胞間的復極離散度，這對工程化心肌組織的正常搏動節(jié)律至關重要，并有減少心肌梗死相關心律失常的發(fā)生潛力。
最后，該研究團隊進一步構建了基于取向碳納米管薄膜的單片式柔性電極，并演示了其多點同步起搏功能。研究結果表明，基于取向碳納米管薄膜的心臟補片在心臟再同步化治療中，尤其針對心梗后心臟衰竭患者具有良好的應用前景。
