【儀表網 研發快訊】12月19日，生命學院王江林教授團隊聯合香港中文大學毛傳斌教授團隊在Cell子刊Cell Biomaterials在線發表題為“Mechanically driven polarization for wireless and bioadaptive piezoelectric cardiac patches”的研究論文。
該研究成功開發了一種完全可生物吸收的壓電新材料，并基于此構建了一種兼具生物可降解性與無線、無源、自供能電刺激功能的創新型心臟補片。該心臟補片可在體內直接利用心臟自身搏動產生的機械能，實時轉化為促進心肌修復所需的電信號，實現無需外部電源、無需導線、與心臟生理節律高度同步的精準電刺激治療。
更為重要的是，該材料在完成治療任務后可在體內安全、可控地逐步降解吸收，無需二次手術取出，有效降低了患者風險并提高了治療依從性。該成果為心肌梗死等重大心血管疾病的治療提供了一種全新的無線、無源、生物自適應治療策略，未來在可植入醫療器械和心血管、神經再生醫學領域展現出廣闊的臨床應用前景。
心肌梗死是全球致殘致死率最高的心血管疾病之一。心梗后，心肌細胞發生不可逆壞死并被纖維化瘢痕取代，導致心臟收縮功能和電生理同步性顯著受損，最終發展為心力衰竭。電活性心臟補片雖可提供類心肌的機械支撐和電刺激治療，但仍面臨兩大關鍵瓶頸：缺乏與心跳同步的內源電刺激能力，以及材料不可降解、需二次手術取出并可能引發長期異物反應。
針對上述挑戰，本研究開發了一種完全可生物降解的壓電心臟補片。我們以具有良好生物相容性和可控降解特性的微生物合成聚酯 PHBV 為基材，提出“機械拉伸驅動極化”策略，利用高壓電場誘導其晶體結構由壓電性較弱的α相向壓電性能顯著增強的β相轉變，實現了生物可降解聚合物壓電性能的有效調控與顯著提升。
生命學院博士生康新昌和趙瑞月為論文共同第一作者。華中科技大學王江林教授和香港中文大學毛傳斌教授為論文共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家重大研究計劃、國家自然科學基金、湖北省重點研發計劃、深圳市基礎研究重點項目和華中科技大學交叉研究支持計劃等部分資助。
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