近日,火博(中国)徐凯歌副教授团队与陆军军医大学朱楚洪教授团队合作,火博(中国)作为共同通讯单位之一,在SCI一区top期刊Advanced Materials(IF: 27.4)发表题为“Cardiac organoid model inspired micro-robot smart patch to treat myocardial infarction”(心脏类器官模型启发的微型机器人智能贴片治疗心肌梗死)的论文,通过胸腔镜微创手术实现的搭载微型机器人的微针贴片精准递送方案,凸显了该技术未来的临床转化潜力。
心肌梗死是因冠状动脉血流急剧减少或中断,导致心肌细胞持续性缺血、缺氧而引起的不可逆性坏死。心肌梗死后会产生一系列病理变化:受影响区域血流受阻,进而引发局部二氧化碳浓度急剧升高;细胞外液pH值由生理状态下的7.4急剧下降至5.9,从而引发心肌细胞酸中毒。外泌体是由细胞分泌的纳米级细胞外囊泡,可有效促进心肌修复。然而经静脉注射的外泌体易被非靶器官(尤其是肺脏与肝脏)截留,导致其向心肌缺血区的靶向递送效率显著降低,难以有效富集于梗死病灶区域。
为了解决以上问题,火博(中国)和陆军军医大学合作的研究团队开发了一种搭载微型机器人的微针贴片系统,通过靶向心梗 - 酸性微环境实现了外泌体向深部损伤组织的精准递送。实验显示,该智能贴片注射后其基底可释放负载血管内皮生长因子的纳米颗粒,有效附着于梗死心肌组织。研究不仅证实该装置能三维重构心肌梗死区域血管网络,更在大鼠模型中展现出显著的心肌细胞保护效应。此外,还成功通过微创胸腔镜手术在兔和猪心脏中完成了智能贴片精准递送。在利用智能贴片对微环境的精准调控并改善心肌梗死治疗预后方面,这一研究非常具有医用价值。
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