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Mussel‐Inspired Conductive Cryogel as Cardiac Tissue Patch to Repair Myocardial Infarction by Migration of Conductive Nanoparticles

材料科学 纳米颗粒 脚手架 纳米技术 生物医学工程 心功能曲线 生物物理学 心脏病学 心力衰竭 医学 生物
作者
Leyu Wang,Junzi Jiang,Wenxi Hua,Ali Darabi,Xiaoping Song,Song Chen,Wen Zhong,Malcolm Xing,Xiaozhong Qiu
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:26 (24): 4293-4305 被引量:168
标识
DOI:10.1002/adfm.201505372
摘要

The engineered cardiac patch (ECP) is a promising strategy to repair infarct myocardium and restore the cardiac function. An ideal ECP should be able to mimic the primary attributes of native myocardium, which includes a high resilience, good cardiomyocyte adhesion, and synchronous contraction. Here, a mussel‐inspired dopamine crosslinker is used to integrate polypyrrole (Ppy) nanoparticles, gelatin‐methyacrylate, and poly(ethylene glycol) diacrylate into a cryogel form. The dopamine crosslinker and Ppy nanoparticles are coordinated to obtain optimal mechanical and superelastic properties for the ECP. The dopamine facilitates the uniform distribution of the Ppy nanoparticles, which migrate and fuse from the scaffold to the surface of the cardiomyocytes, revealing a potential mechanism for restoring infarct myocardium. The incorporated Ppy nanoparticles thus significantly enhance the functionalization of the cardiomyocytes, resulting in excellent synchronous contraction by increasing the expression of α‐actinin and CX‐43. Cardiomyocytes‐loaded ECP can improve the cardiac function in myocardial‐infarction (MI) affected rat models. The results show that the fractional shortening and ejection fraction are elevated by about 50% and that the infarct size is reduced by 42.6%. Collectively, this study highlights an effective cardiac patch based on mussel‐inspired conductive particle adhesion and a superelastic cryogel promising for the restoration of infarcted myocardium.
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