无论是在发达国家还是发展中国家，心脏疾病依然是目前死亡率最高的疾病之一。组织工程与再生医学的发展为心脏疾病的治疗提供了一个新的途径和方法。利用组织工程技术，制备工程化的心脏补片用于心肌损伤修复，或者研发微型心肌组织用来测试心脏疾病药物的疗效，甚至在体外重建一个功能和结构完备的工程化心脏器官来治疗心脏疾病，成为心脏组织工程科学研究的重要目标和前沿领域。然而，如何制备出模拟天然心肌组织三维交错排列及力学各向异性结构的组织工程支架材料仍然是研究的热点和难点。

近日，前沿院生物工程与再生医学研究中心郭保林老师课题组利用导电纳米纤维束与光固化水凝胶相结合制备出一种复合型三维组织工程支架用于工程化三维心肌组织的构建。该研究采用干湿法静电纺丝技术制备取向的导电纳米纤维束，并将其编织成类似天然心肌组织的交错排列网状结构，同时用水凝胶将多层纳米纤维束网络包裹形成三维复合支架。研究结果表明该纳米纤维束网络-水凝胶复合支架可有效地促进心肌细胞的三维取向生长及成熟，且每一层的纳米纤维束网络可单独控制该层心肌细胞的生长和排列。所包裹的水凝胶不仅为生长在纳米纤维束网络的细胞生长及营养传输提供了一个合适的三维环境，还可实现心肌细胞与内皮细胞的共培养以展示形成血管化心肌组织的可操作性。这种将导电纳米纤维网络与光固化水凝胶结合而制备的复合支架充分模拟了天然心肌组织的三维排列的各向异性结构，展现了其在心肌组织的修复和再生的应用潜力和广阔前景。

基于该研究成果，研究小组博士生吴耀彬、王玲以并列第一作者身份在国际纳米材料领域权威期刊ACS Nano（影响因子13.942）发表题为“Interwoven aligned conductive nanofiber yarn/hydrogel composite scaffolds for engineered 3D cardiac anisotropy”的研究论文。西安交通大学是论文的第一作者和第一通讯作者单位。

该项研究工作在国家自然科学基金、西安交通大学启动基金等的经费支持下完成。

论文链接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b01062

郭保林教授课题组主要从事生物医用高分子材料的研究，如可降解的水凝胶和可降解的导电高分子材料、可降解多孔聚合物支架的制备及药物的控制释放体系的研究等。近年来在利用可降解导电高分子修复电信号敏感组织方面发表系列工作: ACS Nano, 2015, 9(9): 9167-9179; Biomaterials, 2017, 122, 34-47; Biomaterials, 2016, 104, 18-31; Biomaterials, 2016, 87, 18-31; Biomaterials, 2015, 71,158-167; ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, 8(27):17138-17150; ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7(51):28273-28285; ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7(12):6772-6781; Acta Biomaterialia, 2016, 46, 234-244; Acta Biomaterialia 2015, 15 (26):236-248; Chemistry of Materials, 2015, 27 (16), 5668–5677; ACS Macro Letters, 2014, 3: 1145-1150.

郭保林课题组主页介绍http://gr.xjtu.edu.cn/web/baoling。