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  無論是在發(fā)達國家還是發(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)學的發(fā)展為心臟疾病的治療提供了一個新的途徑和方法。利用組織工程技術(shù)，制備工程化的心臟補片用于心肌損傷修復，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研究的重要目標和前沿領(lǐng)域。然而，如何制備出模擬天然心肌組織三維交錯排列及力學各向異性結(jié)構(gòu)的組織工程支架材料仍然是研究的熱點和難點。

  近日，西安交通大學前沿院生物工程與再生醫(yī)學研究中心郭保林教授課題組利用導電納米纖維束與光固化水凝膠相結(jié)合制備出一種復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)制備取向的導電納米纖維束，并將其編織成類似天然心肌組織的交錯排列網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時用水凝膠將多層納米纖維束網(wǎng)絡包裹形成三維復合支架。研究結(jié)果表明該納米纖維束網(wǎng)絡-水凝膠復合支架可有效地促進心肌細胞的三維取向生長及成熟，且每一層的納米纖維束網(wǎng)絡可單獨控制該層心肌細胞的生長和排列。所包裹的水凝膠不僅為生長在納米纖維束網(wǎng)絡的細胞生長及營養(yǎng)傳輸提供了一個合適的三維環(huán)境，還可實現(xiàn)心肌細胞與內(nèi)皮細胞的共培養(yǎng)以展示形成血管化心肌組織的可操作性。這種將導電納米纖維網(wǎng)絡與光固化水凝膠結(jié)合而制備的復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和再生的應用潛力和廣闊前景。

  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。西安交通大學是論文的第一作者和第一通訊作者單位。

  該項研究工作在國家自然科學基金、國家“千人計劃”項目、西安交通大學啟動基金等的經(jīng)費支持下完成。

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