0 引言 Introduction

随着人口老龄化及人们生活方式的改变，心血管疾病在中国的发病率和死亡率居高不下，目前居中国城乡居民总死亡率的首位，占居民疾病死亡构成的40%以上，显著加重了社会经济负担[1]。心肌梗死发生时冠状动脉被粥样斑块部分或全部堵塞，导致局部心肌缺血缺氧，进一步发展造成大量的心肌细胞不可逆性死亡，并被代偿增生的成纤维细胞取代，形成瘢痕组织。然而，瘢痕组织仅能起到机械支撑作用，在维持心肌整体收缩功能上无法协同周围正常的心肌组织，导致心室不同步收缩。此外，长时间高负荷的心室舒缩活动会使瘢痕组织扩张变薄，最终引起充血性心律失常，导致患者死亡。目前一般的临床治疗包括冠状动脉介入、溶栓治疗和药物治疗等[2]，如果治疗及时，可在一定程度上恢复心肌血供，改善心功能，但是这些疗法不能挽救大量坏死的心肌细胞。心脏移植作为目前终末期心力衰竭的唯一治疗手段[2]，因供体来源稀缺、术后免疫排斥反应强烈等缺点限制了其临床应用。

多年来，以生物材料为基础的心脏组织工程一直被认为是治疗缺血性心肌病的潜在治疗策略。以往研究证明，传统的生物材料，如胶原蛋白、壳聚糖、海藻酸盐和纤维蛋白等天然材料及以聚己内酯、聚羟基乙酸和聚乳酸衍生物等为代表的人工合成材料能够用于心脏修复[3-4]。这些材料可以通过增加心肌梗死区域的厚度防止心脏扩张，进而改善心脏机械功能；但由于上述材料不具有导电性，不能有机整合梗死部位与健康心肌组织之间的电信号，难以改善心肌电传导，而引起不同类型的心律失常。基于此，近年来研究者们开发出一系列的新型生物材料来改善其导电性，如电活性聚合物(聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩)、碳纳米材料(石墨烯和碳纳米管[5])和金纳米材料，这些材料能够以可注射式水凝胶、可植入式贴片或3D 支架等多种形式应用于心脏的组织工程修复。同时为了构建更强的机械性能(如收缩性)和生物相容性，将传统材料与新型材料结合是目前一个重要的研究方向。

此次综述检索中、英文数据库，详细查阅了目前在心脏组织工程领域中治疗心肌梗死的多种新兴导电材料。根据查阅的国内外有关生物材料在心脏领域应用的相关文献可以看出，既往介绍传统生物材料的居多，而在近几年人们开始关注导电生物材料，但是大部分文章只着眼于对某种导电材料或是某种技术手段(如水凝胶、补片等)的介绍，而此次综述的优势之一是涉及的导电材料范围较广、种类较全面，且阐述了各种导电材料所涉及的各种技术手段。2019 年，SOLAZZO 等[6]及ASHTARI 等[7]虽也介绍到了此次综述所涉及的几种导电材料，但是着眼点不同，其更侧重于介绍材料的出现、结构及性质，以及心脏的电生理等相关内容，该综述对此没有做过多介绍。此外，以往的综述中虽然也涉及到了导电生物材料在心肌梗死组织工程中的应用，但仅仅是按照水凝胶、心脏补片等技术手段对材料进行了简单的列举，并没有进行系统阐述。此次综述对目前处于研发中的导电材料进行了归类，并对2015 至2020 年其在心肌梗死组织工程领域的最新研究进展进行了详细描述。

1 资料和方法 Data and methods

1.1 资料来源以“biomaterial”“nanomaterial”“Myocardial Infarction”“polypyrrole”“polyaniline”“ 生 物 材料”“心肌梗死”“心脏组织工程”等为检索词，数据库选择PubMed、Web of science、Embase、知网、万方、中国生物医学文献数据库、维普数据库，检索时间限定为2015 至2020 年，以PubMed 为例，图1 展示了完整的检索策略。

1.2 文献纳入/排除标准

纳入标准：关于在心脏组织修复中导电材料应用的相关文章；关于修复心肌梗死的生物材料涉及导电性的文章；论据论点充分，数据可靠的文章。

排除标准：重复性研究；无法获取全文或者文献质量较低的研究；材料应用于心脏介入支架治疗领域的研究。

1.3 文献筛选流程将检索到的文献全部导入Endnote 软件进行文献筛选，具体筛选流程详见图2。

2 结果 Results

2.1 电活性聚合物

2.1.1 聚吡咯 聚吡咯在心脏组织工程中应用最为广泛，它不仅可以提供类细胞外基质功能，支持多种细胞的黏附、增殖和分化，还能通过本身良好的导电性能提高移植材料与宿主心肌的电生理整合，使心室肌细胞一致收缩，从而改善心脏功能。然而聚吡咯具有非热塑性、机械刚性和脆性等缺点，限制了其在生物学中的应用。研究者们试图通过多种技术手段将聚吡咯与其他更柔韧的材料相结合来克服以上缺点。

文章来源：《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/qikandaodu/2021/0301/636.html