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心血管疾病中，心肌梗死危害大且传统治疗存在局限，干细胞疗法有挑战。研究人员开展基于聚丙烯酰胺（PAAM）水凝胶凹面的研究。结果显示，该疗法可增强治疗效果。其意义在于为心肌梗死治疗提供新策略。
心脏，作为人体的 “动力泵”，时刻不停地跳动，为全身输送血液。然而，心血管疾病却如同潜伏的 “杀手”，严重威胁着心脏健康，其中心肌梗死更是 “重灾区”。心肌梗死发生时，心脏因血液供应不足，部分心肌细胞凋亡，形成瘢痕组织。这不仅会让心脏失去部分泵血功能，还可能引发心室功能障碍，甚至导致心力衰竭。尽管过去 50 年，药物治疗、植入式设备和外科手术技术不断进步，但心血管疾病的死亡率依旧居高不下，传统治疗手段术后心力衰竭复发率也较高，这让科研人员们意识到，必须寻找更有效的治疗方法。
在这样的背景下，干细胞疗法进入了人们的视野。它就像一颗 “希望之星”，有望修复受损的心脏组织。但理想很丰满，现实却很骨感。早期临床试验虽然证实了干细胞疗法的安全性和一定疗效，却发现它无法让心脏功能完全恢复。原来，移植的单个干细胞在进入人体后，会面临诸多难题：它们难以精准抵达受损心肌组织，容易在扩散过程中 “迷失方向”；而且免疫系统还会将它们当作 “外来者” 进行吞噬，导致细胞存活率低；此外，细胞向目标病变部位的分化效果也不尽如人意。
为了攻克这些难题，来自韩国的研究人员开启了一场科研探索之旅。他们致力于研发一种新型的治疗方案，最终取得了令人瞩目的成果，相关研究发表在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》上。这一研究成果为心肌梗死的治疗带来了新的曙光，有望改善患者的预后，提高他们的生活质量。
研究人员主要运用了 3D 打印技术和水凝胶制备技术。3D 打印技术用于制造微柱模具，通过调节打印参数控制凹面尺寸，进而确定细胞球的直径。水凝胶制备技术则利用聚丙烯酰胺（PAAM）制作不同类型的水凝胶凹面，这些凹面既作为细胞球的培养底物，又能成为可移植的水凝胶贴片。
水凝胶凹面模具的制备
研究人员使用数字光处理方法制造了一台 3D 打印机（Vittro P100, Twinsmile, Seoul, Republic of Korea），通过紫外线（UV）固化树脂（VisDent MD, Daejeon, Vistech Korea），在 385nm 波长的紫外线发光二极管照射下硬化成型。该 3D 打印机内置基于 Linux 的计算机，利用软件可制作出微米级（300、500、700 和 900μm）的模具。在制作水凝胶前，3D 打印模具需用 70% 乙醇进行消毒处理。
确定凹面尺寸
以往研究表明，直径在 200 - 400μm 的细胞球分泌旁分泌因子的效率最高。为了稳定、持续地生产合适直径的细胞球，研究人员利用聚二甲基硅氧烷（PDMS）进行复制，制作出 300 - 900μm 不同尺度的 3D 打印凹面。通过调节 3D 打印的分辨率，就能精准控制微孔的大小。
细胞球特性分析
研究人员对开放型和封闭型细胞球的大小、E - cadherin 的表达以及体外细胞毒性进行了对比分析。结果发现，PAAM 能增强封闭型 3D 细胞球的紧实度，不同类型的细胞球在这些特性上存在差异，这为后续研究细胞球的功能提供了依据。
血管生成潜力评估
通过人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的管形成实验，间接培养水凝胶贴片，以此评估其血管生成潜力。结果显示，该水凝胶贴片具有一定的促进血管生成的能力，这对于心肌梗死区域的血液供应恢复具有重要意义。
体内实验验证
在大鼠心肌梗死模型中，研究人员移植了包含开放型和封闭型变体的水凝胶贴片。实验结果表明，与开放型贴片相比，移植 OC（open/close type hydrogel micro - concave patch）能显著改善治疗效果，有效促进坏死心肌的再生，为心肌梗死的治疗提供了有力的体内实验证据。
研究人员成功开发出基于 PAAM 的水凝胶凹面，用于细胞球的靶向递送，并利用紧实细胞球分泌的旁分泌因子治疗心肌梗死。这种独特的凹面平台兼具开放型和封闭型，能同时提供细胞球和旁分泌因子。通过简单的光刻工艺，使用 3D 打印凹面模具将两种类型的 PAAM 结合，制备出 PAAM OC 水凝胶。这一研究成果为心肌梗死的治疗提供了新的策略和方法，有望在未来临床应用中发挥重要作用，改善心肌梗死患者的治疗现状。不过，目前该研究仍处于探索阶段，未来还需要更多的研究来进一步优化治疗方案，评估其长期安全性和有效性，推动其从实验室走向临床应用的进程。
