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Gold nanorod-incorporated Gelatin-based Conductive Hydrogels for Engineering Cardiac Tissue Constructs

先進的生物材料的開發是增強組織工程學治療心肌梗塞策略功效的關鍵步驟。需要進一步增強生物材料的特定特性，包括電導率，機械強度和結構完整性，以促進心肌細胞的功能。在這項工作中，我們制造了可紫外線交聯的金納米棒（GNR）結合的甲基丙烯酸明膠（GelMA）混合水凝膠，具有增強的材料和生物學特性，可用于心臟組織工程。嵌入式GNR促進了水凝膠基質的電導率和機械剛度。接種在GelMA-GNR雜化水凝膠上的心肌細胞表現出出色的細胞保留能力，活力和代謝活性。增加的細胞粘附力導致局部組織的F-肌動蛋白纖維豐富，導致在嵌入GNR的水凝膠上形成整合的組織層。整聯蛋白β-1的免疫染色圖像證實了雜化水凝膠上改善的細胞-基質相互作用。值得注意的是，在GelMA-GNR水凝膠上觀察到心臟特異性標志物（肌型α-肌動蛋白和連接蛋白43）的均勻分布是GNRs濃度的函數。此外，GelMA-GNR雜種還支持心肌細胞的同步組織水平跳動。鈣瞬變測定法也表明了類似的觀察結果，該實驗證明了與純GelMA相比，GelMA-GNR水凝膠上心肌細胞的節律性收縮。因此，這項研究的發現清楚地表明，使用納米工程化的GelMA-GNR雜化水凝膠可以開發出具有優異電和機械性能的功能性心臟貼片。