先進的生物材料的開發(fā)是增強組織工程學治療心肌梗塞策略功效的關(guān)鍵步驟。需要進一步增強生物材料的特定特性，包括電導(dǎo)率，機械強度和結(jié)構(gòu)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(lián)的金納米棒（GNR）結(jié)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。
類似于心肌的機電特性的可注射水凝膠對于心臟組織工程前景至關(guān)重要。我們已經(jīng)開發(fā)出一種簡便的方法，該方法使用殼聚糖（CS）生成具有相互連接的孔的高度多孔網(wǎng)絡(luò)的熱敏導(dǎo)電水凝膠。金納米顆粒（GNP）均勻分散在整個CS基質(zhì)中，以提供電信號。水凝膠的膠凝反應(yīng)和電導(dǎo)率由不同濃度的GNPs控制。CS-GNP水凝膠接種了間充質(zhì)干細胞（MSC），并在沒有電刺激的情況下培養(yǎng)長達14天。CS-GNP支架支持MSC的活力，代謝，遷移和增殖，以及均勻細胞構(gòu)建體的發(fā)展。早期和成熟心臟標志物的免疫組織化學顯示，與單獨使用CS基質(zhì)相比，CS-GNP中MSC的心肌分化增強。這項研究的結(jié)果表明，將納米級導(dǎo)電GNP摻入CS水凝膠可增強心肌構(gòu)造的特性。這些構(gòu)建體可用于其他電活性組織的再生。
制備了一種為工程生物組織構(gòu)建復(fù)雜膠原支架的 3D 打印技術(shù)。膠原蛋白凝膠是通過調(diào)節(jié) pH 值來控制的，并且可以在打印時提供高達10微米的分辨率。細胞可以嵌入膠原蛋白中，也可以通過嵌入明膠球?qū)⒖滓胫Ъ苤小?
持續(xù)的挑戰(zhàn)包括對具有非線性彈性組織生物力學特性、支持靜止成纖維細胞表型和抵抗成骨分化的工程瓣葉的要求。納米纖維素是一種有吸引力的可調(diào)生物材料，尚未用于該應(yīng)用。
