明胶修饰不饱和聚氨酯的创新合成：通过增强细胞相容性与基因表达促进心脏再生

为解决心肌梗死后的组织修复难题，研究人员开发了基于Baylis-Hillman反应合成的新型不饱和聚氨酯(PU)，通过硫醇-烯点击化学将硫醇化明胶修饰至PU硬段域，构建了兼具机械强度与生物活性的心脏补片。该材料显著提升了心肌细胞特异性标志物（Troponin T、GATA4等）的表达，为心脏再生医学提供了新策略。

　　

心血管疾病占全球死亡原因的30%以上，心肌梗死(MI)后不可逆的心肌细胞死亡和有限的自愈能力使心脏组织修复成为重大挑战。传统治疗方法如心脏移植受限于供体短缺，而现有合成材料难以同时满足机械支撑与生物活性的双重需求。聚氨酯(PU)因其优异的弹性和生物相容性被视为潜在解决方案，但如何通过分子设计赋予其促进心肌再生的功能仍是未解难题。

伊朗国家科学基金会支持的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表创新成果，通过Baylis-Hillman反应合成含双键的链延伸剂(BH diol)，将其引入PU骨架构建可修饰的硬段域，再利用硫醇-烯点击化学将硫醇化明胶接枝到材料表面。研究采用ATR-FTIR、NMR等技术表征材料特性，通过MTT实验评估细胞活性，并运用免疫荧光染色和qPCR检测心肌特异性标志物表达。

材料合成与表征
通过Baylis-Hillman反应成功制备含羟基和双键的BH diol，将其作为链延伸剂与HDI、PEG₂₀₀合成不饱和PU。ATR-FTIR证实了氨基甲酸酯键和双键的存在，¹H NMR显示BH diol成功接入PU主链。力学测试显示改性后PU弹性模量达心肌组织匹配范围（0.1-1 MPa）。

生物学性能评估
硫醇化明胶修饰使材料接触角从85°降至52°，显著提升亲水性。MTT实验证实所有样品无细胞毒性，改性组细胞活性较对照组提高40%。qPCR显示Troponin T、GATA4、Connexin43和α-SMA基因表达量提升2-3倍，免疫荧光显示明显的心肌样细胞形态。

该研究首创性地将Baylis-Hillman反应产物作为PU可修饰位点，通过精准的硬段域工程实现材料功能化。明胶修饰不仅改善细胞粘附，其RGD序列更激活了心肌细胞特异性信号通路。这种"机械性能-生物活性"双优化的策略为心脏补片设计提供了新范式，未来可通过调控双键密度进一步优化材料性能。研究团队特别指出，该技术路线无需复杂设备，具有临床转化潜力。