综述：生物工程水凝胶用于心肌梗死后心脏电活动恢复

这篇综述系统阐述了生物工程水凝胶在心肌梗死（MI）后恢复心脏电活动的前沿进展。文章重点分析了基于碳基纳米材料、金基纳米材料和导电聚合物等导电生物材料的水凝胶设计策略，强调其通过改善电生理完整性（CTE）来对抗致死性室性心律失常和心力衰竭的潜力，为心肌再生治疗提供了创新思路。

　　

Abstract

心肌梗死（MI）在全球范围内每年影响数百万人，其病理核心是梗死区形成僵硬且不导电的纤维化瘢痕，这直接导致致死性室性心律失常和进行性心力衰竭。心脏组织工程（CTE）领域近年涌现的生物活性水凝胶，凭借其高度可调的理化性质、优异生物相容性和载药能力，成为恢复心脏电活动的研究热点。

电活性水凝胶的设计原理

导电水凝胶的构建主要依赖三类材料：

1. 碳基纳米材料：如石墨烯和碳纳米管，通过建立三维导电网络增强心肌细胞间电耦合

2. 金基纳米材料：金纳米颗粒（AuNPs）可显著降低水凝胶电阻率至<10 Ω·cm

3. 导电聚合物：聚苯胺（PANI）和聚吡咯（PPy）通过掺杂工艺实现10^-3-10² S/cm的电导率

实验数据显示，含0.3wt%碳纳米管的水凝胶可使心肌传导速度提升47%，而负载金纳米线的凝胶能将动作电位持续时间（APD）缩短至正常心肌的90%。

病理微环境调控策略

针对MI后氧化应激微环境，研究者开发了含聚多巴胺（PDA）的抗氧化水凝胶，可同步清除ROS（活性氧）并维持电信号传导。动物实验表明，这类材料使室颤阈值提高2.1倍，QRS波宽度减少38%。

Conflict of Interest

作者声明无利益冲突。现有证据表明，通过仿生导电网络重建电生理微环境，结合智能响应型药物控释系统，将是下一代心脏修复水凝胶的重要发展方向。