引言
过程
近日，梁琼麟教授课题组提出了一种基于微流体操控技术的多功能各向异性心脏贴片。具有各向异性的海藻酸盐-甲基丙烯酰化明胶贴片可通过微流体聚焦、离子-光交联和平行堆积工艺简单快速地制备。这种温和、简单、高效的各向异性心肌贴片制备策略不涉及复杂的加工过程和强磁场刺激，并且与大分子生物制剂的负载相兼容（图1）。该贴片在体外可以模拟心肌的各向异性并引导心肌细胞的定向生长，在大鼠心肌梗死模型中也展示出良好的恢复效果。这项工作为心脏组织工程中各向异性贴片的设计提供了一种新的通用方法，也为微流控技术解决组织工程挑战提供了新的范式。
图1：基于微流控技术的各向异性心肌贴片制备及在心肌梗死治疗中的应用
首先PDMS 芯片设计有两个连续的交叉通道，中间通道包含海藻酸盐、甲基丙烯酰化明胶 （GelMA）、银纳米线和光引发剂。当流体被限制在微尺度芯片内时，这种剪切对准效应可能会诱导微流体内部微米级和纳米级组分的排序。微流控芯片的设计考虑了双流体聚焦力的构造，以最大限度地提高导电纳米线的有序对准。考虑到凝胶组分的化学性质，在两个侧通道中灌注无钙 D-PBS 和低浓度 CaCl2，Ca2+离子的扩散与海藻酸钠发生交联反应，进一步“冻结”了凝胶中银纳米线的排列（图2）。
图2.基于微流控制备各向异性凝胶纤维及对内部纳米线定向排列的表征
图3. 各向异性心肌贴片体外诱导心肌定向生长及其抗菌性能表征
图5.心电及 Langendorff-心脏灌注后的心脏电生理表征
总结
工程水凝胶贴剂在治疗心肌梗死 （MI） 方面显示出良好的治疗效果，尤其是模仿天然心肌特性的各向异性贴剂引起了广泛关注。然而，基于有效、温和和快速的策略开发具有长距离有序电传导的心脏补片仍然是一个巨大的挑战。在这里，提出了一种基于微流体操作的多功能各向异性心脏补片。各向异性藻酸盐-明胶甲基丙烯酸酯水凝胶贴剂可通过微流体聚焦、离子-光交联和平行填充工艺轻松快速地制备。基于流体的各向异性实现过程不涉及复杂的加工和强场刺激，并且与大分子生物制剂的负载兼容。各向异性水凝胶贴片可以模拟心肌的各向异性并引导心肌细胞的定向极化。在动物模型实验中，它在抑制心肌梗死后心室重塑、纤维化和增强心功能恢复方面也表现出显著效果。这些全面的特性使多功能水凝胶贴剂成为心脏组织修复的有前途的候选者，未来为扩展微流控技术以解决组织工程挑战提供了新的范式。
原文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202404071
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