综述：心肌梗死微环境调控的生物启发型可注射水凝胶：最新进展与展望

这篇综述系统阐述了可注射水凝胶在心肌梗死（MI）治疗中的前沿应用，重点探讨其通过调控免疫细胞、清除活性氧（ROS）、促进血管生成（angiogenesis）及增强电信号传导等机制修复心脏微环境的策略。文章整合了功能性水凝胶的组成优化与时空特异性治疗机制，为开发智能心肌修复材料提供了理论框架。

　　

Abstract

心肌梗死（MI）是全球死亡主因，其核心病理是心肌细胞不可逆丢失及心室不良重构。传统疗法难以靶向修复梗死区微环境，而生物启发型可注射水凝胶通过三维网络结构负载活性物质（如VEGF、干细胞或ROS清除剂），实现时空特异性治疗。近期研究显示，这类水凝胶可调节免疫反应、促进血管新生、抑制纤维化，并增强电信号同步性，为MI治疗开辟新途径。

Introduction

心血管疾病（CVD）占全球疾病负担首位，其中半数死亡与MI相关。冠状动脉阻塞导致心肌缺血，引发急性炎症、纤维化瘢痕形成及心脏扩张。现有疗法（药物/手术）存在靶向性差、滞留时间短等局限。相比之下，可注射水凝胶兼具微创性、生物相容性和刺激响应性，其功能化修饰（如MMP响应肽段或导电纳米材料）可精准调控微环境各阶段病理变化。

Cardiac Microenvironment of Myocardial Infarction

MI后心脏微环境呈现动态演变：急性期以ROS爆发和中性粒细胞浸润为特征；增殖期伴随巨噬细胞极化（M1→M2）和血管新生；成熟期则需平衡ECM沉积与降解。水凝胶通过模拟天然ECM的力学信号（如弹性模量<20 kPa）和生化线索（如整合素结合位点），协调细胞行为与组织再生。

Stimuli-responsive Hydrogels for MI Microenvironment Regulation

智能水凝胶设计聚焦病理特异性响应：

• ROS清除型：如含硫醇基团的胶原水凝胶，可中和梗死区过量ROS^•?；
• 电活性型：聚苯胺/明胶复合水凝胶通过改善电传导（导电率>10^?3 S/cm）减少心律失常；
• 酶响应型：MMP-9敏感水凝胶在炎症期靶向释放VEGF₁₆₅，促进血管网络形成。

Conclusion and Outlook

未来需突破水凝胶长期安全性验证、规模化生产等瓶颈。结合基因编辑（如CRISPR-Cas9）或器官芯片技术，可进一步提升治疗的精准度。多组学分析将揭示水凝胶-组织互作分子机制，推动临床转化。