基於碳納米管導電納米材料的心肌組織工程研究

《基於碳納米管導電納米材料的心肌組織工程研究》是依託中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院，由周瑾擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於碳納米管導電納米材料的心肌組織工程研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周瑾
• 依託單位：中國人民解放軍軍事科學院軍事醫學研究院

中文摘要

工程化心肌組織（ECTs）在心肌梗死治療中具有重要套用前景，近年來，鑒於心肌組織獨有的電生理特性，套用導電納米材料作為細胞支架開展心肌體外再造研究取得明顯進展。碳納米管材料具有良好的力學性能和導電特性，前期研究表明，其具有促進大鼠未成熟心肌細胞增殖與成熟心肌細胞進一步發育的作用。為此，本項目擬利用基於碳納米管的複合導電支架體外構建ECTs，並系統評價碳納米管這一導電納米材料對心肌細胞發育及心肌組織三維組裝形成的影響規律，深入研究碳納米管導電材料對心肌細胞增殖、發育與電生理相關的分子表達影響的規律和機制；在此基礎上，將基於碳納米管支架的ECTs移植到心梗部位，分別從結構、電生理和心功能三方面評價ECTs與宿主心肌組織的整合效果，以及碳納米管在整合過程發揮的作用和機制。本研究將有望在基於導電納米材料構建ECTs進行心梗修複方面取得重要突破，為新型導電納米材料在心肌組織工程中的套用奠定基礎。

結題摘要

近年來，導電納米材料因其獨特的導電性能、機械性能、熱學及光學性能，已經在包括光學、電子及機械等多個工業領域開展套用。由於心肌組織獨有的電傳導特性，碳納米管已被用於構建工程化心肌組織來提高心肌興奮收縮偶聯特性，並初步用於心梗治療改善心臟傳導阻滯。本課題擬針對導電納米材料在心肌組織工程中的套用展開一系列實驗研究，圍繞基金內容，在碳基複合導電納米材料的研製與評價、基於碳基導電納米材料的的心肌組織體外構建與發育規律研究、基於高通量蛋白組學分析的碳納米管促心肌細胞發育相關機制研究以及碳基導電納米材料的心梗治療研究方面展開了大量的工作，具體包括以下七部分研究內容，1、多壁碳納米管與心肌細胞的相互作用；2、基於碳納米管-膠原複合導電薄膜的工程化心肌組織體外構建及心肌閏盤組裝規律與機制研究；3、基於碳納米管-明膠的複合導電水凝膠的工程化心肌組織體外構建及體內移植治療心梗的研究；4、PNIPAAm的溫敏性碳納米管水凝膠攜帶心臟幹細胞治療心梗的實驗研究；5、基於氧化石墨烯-明膠複合導電材料的工程化心肌組織體外構建及移植研究；6、GO-GelMA水凝膠攜帶鋅摻雜氧化鐵磁納米粒標記的BADSCs的心梗修復規律及機制研究。7、低聚乙二醇延胡索酸酯（OPF）水凝膠攜帶石墨烯導電納米材料移植修復心梗研究。研究表明，導電納米材料（碳納米管、石墨烯）能夠顯著促進心肌細胞間的電耦聯，以可注射水凝膠為載體，攜帶導電納米材料及種子細胞構建的ECT在心梗注射後具有明顯的修復效果。