東華大學紡織學院王璐教授團隊聯合復旦大學附屬中山醫院心內科主任醫師沈靂教授，近期在心肌修復用導電纖維領域取得重要進展，相關成果以《心肌梗死修復用可注射、可拉伸和導電穩定性纖維》(Injectable, stretchable, and conductance-stable fiber for myocardial infarction repair)為題，發表于國際期刊《Composites Part B: Engineering(復合材料B:工程)》。該論文第一作者是東華大學紡織學院博士生李沂蒙和復旦大學附屬中山醫院博士生李朝富，通訊作者為東華大學紡織學院毛吉富研究員和復旦大學附屬中山醫院心內科主任醫師沈靂教授。
心肌梗死是全球致人死亡的主要疾病之一，每分鐘因其死亡人數超過13人。其主要表現為各向異性心肌組織缺血壞死后逐漸被纖維化疤痕組織所替代。后者的收縮能力和電傳導性能遠弱于正常心肌組織，進而導致整個心臟射血功能減弱，失去正常的搏動功能。將電活性生物材料注射到梗死心肌中以恢復受阻的電信號通路是修復心肌梗死的有效方法。然而，在心臟不斷收縮-舒張過程中重建穩定和各向異性的導電通路仍然是一個挑戰。
為應對上述挑戰，受具有橫紋狀表面的心肌纖維束啟發，課題組設計了一種表面具有褶皺狀聚吡咯涂層的聚氨酯纖維束(PU@PPy)。仿生復合纖維表現出優異的拉伸性(>450 %)，在大應變下高的導電穩定性(在100%應變下ΔR/R0僅為0.04)以及長期耐久性(>1百萬次循環)，能夠在跳動的心臟中穩定傳輸電信號。PU@PPy纖維被注射到梗死心肌時有望與心肌纖維束取向方向一致，以恢復心肌梗死部位各向異性的電傳導通路。PU@PPy纖維通過重建電通訊抑制了電分離心肌細胞的凋亡，改善了心臟功能(縮短分數增加33.19%，射血分數增加38.80%)，減少了心臟重塑(梗死面積減少40.30%，心室壁厚度增加95.12%)。這種可注射、可拉伸且穩定導電性的纖維為重建各向異性導電微環境提供了一種有前途的策略。
在這項研究中，課題組設計了一種可注射的彈性導電纖維，以減少MI后的心室重構并恢復心臟功能。PPy涂層的仿生結構設計賦予了導電纖維優異的彈性。更重要的是，仿生導電纖維具有與天然心肌相匹配的導電性和良好的疲勞穩定性。將其注射到梗死心肌后，導電纖維有望沿著心肌纖維束的方向排列，并通過橋接電分離心臟細胞間的電傳導抑制心肌細胞凋亡實現心肌修復。這項工作為開發心肌梗死修復用可注射各向異性材料提供了一種新的解決方案。
