根据水凝胶的来源，可分为天然水凝胶和人工合成水凝胶，前者包括藻酸盐、脱细胞ECM、壳聚糖、琼脂糖等；后者包括聚丙烯酸及其衍生物、聚乙烯醇、多肽等，可通过组织工程改造来改善治疗药物的传递。
调查研究显示，心肌梗死已成为心衰的主要病因。最近开展的研究主要集中在开发针对心梗患者的可注射水凝胶，以改善心脏重塑、延缓心衰的进展。
脱细胞水凝胶是一种与软组织具有相似物理性质的生物材料，通过心肌内注射，以物理支架方式加固左心室壁来减少室壁张力，缩小心室容积，防止左心室过度扩张并抑制梗死组织的扩张，从而改善心功能，延缓疾病进展。黏度和弹性是控制水凝胶材料可注射性与组织持续性的重要参数，高黏度材料限制了细针的使用且无法在组织中广泛分布，而低黏度材料虽可广泛分布，但又无法在组织部位稳定地保留。为解决这一问题，Le等开发了包含聚3-丙烯酰胺基苯基硼酸-丙烯酰胺（BAAm）、聚乙烯醇（PVA）和山梨醇（S）的液体状聚合物溶液，其通过降低预添加的山梨醇浓度来增加黏性模量。该溶液通过自发扩散山梨醇在体外心脏组织中实现溶胶-凝胶转变。在心肌内注射后，具有较低初始黏性模量的BAAm/PVA/S在心肌中广泛扩散并凝胶化，为可注射水凝胶领域提供了一种通过优化注射依赖性分布和心脏内保留时长的高效的注射材料。及时植入心肌水凝胶是抑制梗死后心脏重构的有效策略，即使在其生物降解后也具有长期的有益效果。
将猪源性心脏ECM水凝胶Vent riGel通过心内膜植入心肌中可大大减少植入创伤，并且机电导航为其提供了更精确的注射部位，但对水凝胶的安全性和生物相容性要求更高。该水凝胶机械性能较差，作为机械支持的效用有限，但其可以通过导管运输，并且可以诱导内源性细胞再增殖并实现ECM重塑。
多项研究已初步验证了经导管心内膜注射水凝胶治疗慢性心衰患者的有效性和安全性，但目前研究随访时间短，需要更大规模的研究以及更长的随访时间以明确其对患者远期预后的影响。
超声心动图引导下经皮心肌内海藻酸钠 - 水凝胶植入（PIMAHI）是治疗心衰的一种新方法。多项动物试验证实了超声引导心肌内注射水凝胶的可行性。Shakya等使用心脏细胞外基质（cECM）水凝胶作为细胞递送载体，将心脏来源的c-kit+细胞和cECM水凝胶组合，制备用于体内递送的双重治疗药物，并在超声引导下进行注射，将精确剂量的载有细胞的水凝胶递送到大鼠心肌的预期区域以进行心脏组织修复。该手术为微创操作，借助超声直接在体表进行穿刺并抵达心肌，相较于介入或者开胸手术更加直接便利，但手术的操作难度及风险更大，因此未来较难在临床普及。
干细胞、基因、药物等的心脏细胞黏性问题制约着心脏介入注射治疗的发展。目前有以下几种方法可以将治疗物质输送至心脏：静脉注射，心肌内注射，冠状动脉内注射。其中，静脉注射与冠状动脉内注射在心脏发挥效应的持续性较差，心肌内注射则由于需要开胸手术或复杂的介入系统而较难广泛开展。近些年来，研究表明在心脏表面放置心脏贴片可以产生较大的心脏持续效应，然而该手术难度较大、侵入性强，不适合应用于患有轻度至中度心脏病的患者。Zhu等认为心包腔作为一个稳定、密闭的环境，可以作为可注射水凝胶的天然“模具”，以形成覆盖整个心脏的均匀的心脏贴片，而不需要任何缝合线或胶水。
Cheng等设计了一种可注射的透明质酸水凝胶贴片，其装载有间充质干细胞衍生的外泌体（ExoGel），并测试了通过胸腔镜引导的微创手术将ExoGel输送至啮齿动物或猪心脏的心包腔内的可行性。上述几项研究证明心包内注射可能是一种将多种治疗药物输送至心脏的有效手段，其消除了过早凝胶化和栓塞的风险，同时改善了水凝胶的心脏内保留时长，未来应针对这一疗法进行广泛及更深层次的研究。
李树成, 郭炳辰, 高殿钰, 王博, 涂应锋. 可注射水凝胶在慢性心力衰竭治疗中的前景与挑战[J]. 中国介入心脏病学杂志, 2024,v.32;No.229(08):451-456.
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