研究人员开发了一种由人体细胞设计的可生物降解贴片，有朝一日可用于纠正婴儿先天性心脏缺陷，从而限制多次侵入性手术的需要，并且比目前的非生命、不可降解贴片更耐用。在全球范围内，每 1000 名出生婴儿中约有 9 名患有先天性心脏病 (CHD)。 先心病是指由于怀孕期间心脏发育不正常而导致的一组出生时存在的缺陷。 虽然简单的缺陷通常不需要治疗，但一些复杂的缺陷需要在数年内进行侵入性手术，通常从生命的第一年开始。

其中一些手术需要植入心脏补片，目前心脏补片由非生命、不可降解的材料制成，不会随患者的心脏一起生长，并且由于无法与心脏组织整合而容易失败。 为了解决这些问题，科罗拉多大学 (CU) 安舒茨医学校区的研究人员开发了一种由患者自身细胞制成的可生物降解贴片，旨在纠正冠心病、限制侵入性手术，并比现有贴片更耐用。

该研究的通讯作者 Jeffrey Jacot 表示：“最终目标是利用患者自身的细胞制造实验室培养的心脏组织，可用于重组心脏以纠正心脏缺陷。任何在降解之前没有被健康组织取代的补片都将不可避免地失效并导致长期并发症。”

心肌组织工程化提出了一些独特的挑战。 首先，心脏结构不对称，再生能力有限，代谢需求巨大。 其次，用于修复全层心脏缺陷的支架必须能够应对恶劣的机械环境的挑战，包括高压、周期性应变和与血液的直接接触。 第三，组织工程补片必须从植入那一刻起就发挥作用。

考虑到这些挑战，研究人员使用静电纺丝技术——通过在液体溶液中通电来制造纳米纤维，用可生物降解的聚己内酯 (PCL) 制造厚的多孔支架，并在其中填充纤维蛋白原（纤维蛋白是一种主要的蛋白质，也是血栓的成分）。 然后在支架上接种人类诱导多能干细胞（iPSC），三周后，研究人员观察到其已生长到超过支架的一半。，此外，支架支持自发收缩 iPSC 衍生的心肌细胞也能促进组织增厚。

贾科特说：“支架的机械性能足以修复心壁。在静态培养中，血管细胞能够在三周内渗透到支架的一半以上。”

虽然该贴片在人体试验之前还需要进一步测试，但研究人员乐观地认为，它对于开发治疗先心病和其他心脏病的新疗法至关重要。这是专门用于心脏组织工程的非常厚的多孔静电纺丝贴片的首次成功演示。

该研究发表在《今日材料》杂志上。

Jeffrey Jacot 博士在他的实验室里