1、心肌梗死是由于心血管局部堵塞導致心肌局部供血不足而引發(fā)的心肌壞死，由于心肌組織的再生潛能極其有限，而且用于心臟移植的供體器官嚴重缺乏，心肌梗死和相關的心血管疾病是全世界最首要的死亡原因。目前對心肌梗死的治療手段包括再灌注心肌、緩解疼痛、抗心律失常、抗休克、并發(fā)癥治療等，尤其是介入治療技術的突飛猛進使很多急性心肌梗死患者避免了死亡，但臨床治療對心肌梗死后的心力衰竭仍力不從心，原因是心梗誘發(fā)的心室重構過程中心肌細胞的缺失和細胞外基質降解，心

2、室壁變薄，室壁的力學性能下降，導致心功能降低，甚至心力衰竭的發(fā)生，因此研究用于心肌梗死治療的新策略具有重要意義。大量研究表明，利用組織工程的方法將由生物材料與心肌細胞研制的組織工程心肌或活細胞移植或注射到受影響的心肌組織中，對于改善受損心肌的功能具有重要意義，為心肌梗死的治療開辟了新的途徑。然而這種治療方案目前仍然處于動物實驗的嘗試階段。本研究針對心梗誘發(fā)的心室重構過程中心肌細胞的缺失和細胞外基質的降解，以海藻酸鈉水凝膠為基本材料，分別

3、設計體外心肌組織工程構建3D類心肌組織和注射水凝膠的原位心肌組織工程的方案對心肌梗死的損傷進行修復治療，取得了較好的結果，為心肌梗死的治療開辟了新的途徑。
　　海藻酸鈉是一種多糖類的高分子材料，因其有良好的生物相容性和抗凝血性，故在組織工程和心肌組織工程中具有廣泛的應用，尤其作為支架材料在骨組織、心肌組織中應用較多。鑒于心肌梗死的病理過程中心肌細胞的缺失和常規(guī)三維支架材料難以在體外構建高密度的類心肌組織的難點，本研究采用微囊化技術

4、在體外構建結構致密的三維類心肌組織。首先利用不同比例的膠原研制海藻酸鈉/膠原復合微囊，該復合微囊的細胞相容性得到顯著改善，適于原代大鼠心肌細胞的貼附和增殖。二維培養(yǎng)的心肌細胞通常增殖能力較弱，而且容易失去心肌細胞特征，而包覆于該微囊內的心肌細胞能夠持續(xù)處于增殖狀態(tài)，且無需傳代，并維持典型心肌細胞的特征。因此，該復合微囊技術具有維持乳鼠心肌細胞持續(xù)增殖的獨特優(yōu)勢。利用該復合微囊對大鼠乳鼠原代心肌細胞進行三維培養(yǎng)，可以持續(xù)培養(yǎng)長達3個月時間

5、，在微囊內形成了高細胞密度、有持續(xù)搏動功能的三維類心肌組織。為了進一步驗證該類心肌組織在體內的活性，將該類心肌組織植入大鼠心肌梗死的模型，6w后檢測大鼠的心功能證實，該三維類心肌組織能夠顯著改善心臟的射血分數(shù)和梗死部位的血管再生。
　　心肌梗死引發(fā)的心肌細胞外基質的缺失是導致心功能降低的一個關鍵問題，可注射凝膠的局部注射能改善心肌梗死區(qū)的力學性能，減少心衰的發(fā)生。由于目前多用鈣離子交聯(lián)的海藻酸鈉水凝膠，雖然有功能改善，但是鈣離子交

6、聯(lián)的水凝膠存在著力學性能差，體內不易降解，細胞親和力差等不足。本文采用將海藻酸鈉進行部分氧化，得到具有活性的醛基，進而與明膠分子中的游離氨基發(fā)生反應形成共價交聯(lián)的水凝膠。將化學交聯(lián)的可注射的海藻酸鈉水凝膠與離子交聯(lián)的水凝膠進行了系統(tǒng)的對比研究，共價交聯(lián)的凝膠系統(tǒng)的力學性能、降解性能和細胞親和力明顯優(yōu)于鈣離子交聯(lián)的水凝膠，從而總體上提高了心肌功能的恢復，該凝膠力學性能達到106Pa，凝固時間可調控于30-40 min，孔隙率達到70％。化

7、學交聯(lián)的凝膠在體外、體內降解率加快，植入大鼠心肌梗死模型后，心功能恢復增強。組織學研究表明，化學交聯(lián)的可注射凝膠在體內增加左心室室壁厚度，促進血管再生，并能抑制基質金屬蛋白酶的活性。
　　總之，本論文針對心肌梗死的病理過程中心肌細胞損傷和細胞外基質損傷兩個基本問題進行了研究。針對心肌細胞的損傷設計了海藻酸鈉水凝膠三維微囊化技術成功構建了具有持續(xù)搏動功能的類心肌組織，而針對細胞外基質流失設計了化學交聯(lián)的可注射凝膠，并應用于大鼠心肌梗