心脏病治疗迎来新突破。新型增强型心脏组织补片通过体积式3D打印与熔融电纺丝技术，解决了传统补片不可降解和再生能力不足的痛点，实现了机械支撑与生物再生的双重功能，为心肌缺损修复提供了创新解决方案。
智能速览
新型心脏补片结合机械支撑与生物再生功能
体积式3D打印制备各向异性超材料支架
熔融电纺网片有效阻止血液渗漏
大型动物实验验证手术可行性和止血效果
补片弹性模量与心肌组织精准匹配
精华内容
面对心肌缺损修复的临床难题，研究团队通过多学科融合创新，设计出兼具机械强度和生物活性的新型心脏补片，在大型动物实验中展现出优异性能。
超材料设计
研究团队通过生成式模型构建327种各向异性支架超材料，结合人体心肌动态特性筛选，最终获得26种候选设计。优化后的光敏PCL树脂在37℃下弹性模量为12.1±1.8MPa，压缩时呈现负泊松比效应，可适应心肌收缩舒张的动态力学环境。
扫描电镜显示打印后的超材料结构完整，负泊松比特性使其在压缩时横向膨胀，精准匹配心肌收缩时的力学行为。纵向弹性模量约20kPa，周向约100kPa，与心肌组织机械性能高度匹配。
细胞相容性验证
将iPSC-CMs（100×10⁶ cells/mL）与纤维蛋白水凝胶混合后注入VP-PCL超材料，体外培养验证组织工程潜力。与传统材料相比，心肌细胞毒性无显著差异，细胞存活率维持较高水平。
免疫荧光染色显示心肌细胞在超材料中呈健康细长形态，形成对齐细胞束，部分细胞出现肌节条纹。培养3天后即可观察到同步收缩行为，且收缩主要沿超材料软轴方向进行。
机械性能优化
MEW网片采用0°-90°网格设计，厚度1.65±0.009mm，具备良好缝合耐受性。在15%应变下经3600次循环拉伸后，仅前100次出现轻微屈服，后续应力值保持稳定。
浸润纤维蛋白水凝胶后，网片流体渗透率从2.4L·min⁻¹降至0.5L·min⁻¹，在80mmHg心室内压下可有效阻止血液渗漏。编织结构与外科常用聚酯网片类似，可牢固缝合于心外膜表面。
动物实验验证
在猪心肌缺损模型中制备8mm孔径缺损，RCPatch可根据缺损大小裁剪，植入过程顺利，无网片撕裂或缝合脱落。植入后即刻终止大部分出血，仅少量渗血在10分钟内完全停止。
术前左心室内压为81mmHg，植入后60分钟恢复至66mmHg，心率同步稳定。术后90分钟取出观察，RCPatch结构完整，超材料内仍保留水凝胶与细胞，无明显降解或移位。
增强型心脏补片实现了从2D表面修复到3D心室内植入的技术跨越，通过多材料协同设计解决了机械强度与生物活性的平衡难题。未来随着规模化制备技术优化和长期实验验证，这一创新方案有望为心肌梗死等心脏疾病治疗带来变革性进展。
