东华大学纺织学院王璐教授团队联合复旦大学附属中山医院心内科主任医师沈雳教授，近期在心肌修复用导电纤维领域取得重要进展，相关成果以《心肌梗死修复用可注射、可拉伸和导电稳定性纤维》(Injectable, stretchable, and conductance-stable fiber for myocardial infarction repair)为题，发表于国际期刊《Composites Part B: Engineering(复合材料B:工程)》。该论文第一作者是东华大学纺织学院博士生李沂蒙和复旦大学附属中山医院博士生李朝富，通讯作者为东华大学纺织学院毛吉富研究员和复旦大学附属中山医院心内科主任医师沈雳教授。
心肌梗死是全球致人死亡的主要疾病之一，每分钟因其死亡人数超过13人。其主要表现为各向异性心肌组织缺血坏死后逐渐被纤维化疤痕组织所替代。后者的收缩能力和电传导性能远弱于正常心肌组织，进而导致整个心脏射血功能减弱，失去正常的搏动功能。将电活性生物材料注射到梗死心肌中以恢复受阻的电信号通路是修复心肌梗死的有效方法。然而，在心脏不断收缩-舒张过程中重建稳定和各向异性的导电通路仍然是一个挑战。
为应对上述挑战，受具有横纹状表面的心肌纤维束启发，课题组设计了一种表面具有褶皱状聚吡咯涂层的聚氨酯纤维束(PU@PPy)。仿生复合纤维表现出优异的拉伸性(>450 %)，在大应变下高的导电稳定性(在100%应变下ΔR/R0仅为0.04)以及长期耐久性(>1百万次循环)，能够在跳动的心脏中稳定传输电信号。PU@PPy纤维被注射到梗死心肌时有望与心肌纤维束取向方向一致，以恢复心肌梗死部位各向异性的电传导通路。PU@PPy纤维通过重建电通讯抑制了电分离心肌细胞的凋亡，改善了心脏功能(缩短分数增加33.19%，射血分数增加38.80%)，减少了心脏重塑(梗死面积减少40.30%，心室壁厚度增加95.12%)。这种可注射、可拉伸且稳定导电性的纤维为重建各向异性导电微环境提供了一种有前途的策略。
在这项研究中，课题组设计了一种可注射的弹性导电纤维，以减少MI后的心室重构并恢复心脏功能。PPy涂层的仿生结构设计赋予了导电纤维优异的弹性。更重要的是，仿生导电纤维具有与天然心肌相匹配的导电性和良好的疲劳稳定性。将其注射到梗死心肌后，导电纤维有望沿着心肌纤维束的方向排列，并通过桥接电分离心脏细胞间的电传导抑制心肌细胞凋亡实现心肌修复。这项工作为开发心肌梗死修复用可注射各向异性材料提供了一种新的解决方案。
