心力衰竭，（简称心衰），是冠心病、心肌梗死、结构性心脏病等几乎所有心血管疾病终末期的临床表现，是一种高发病率、高死亡率、高住院率的心血管疾病，我国心衰患者高达1200万，约50%患者确诊后5年内死亡，是心血管治疗领域尚未取得突破的巨大挑战。目前针对心衰治疗的临床策略主要包括药物、心脏辅助装置与心脏移植术。前两者只能在一定程度上缓解心衰患者的临床症状，无法从根本上治愈，心脏移植手术依旧是心衰终末期患者的主要治疗手段，但供体不足和免疫排斥等问题，严重制约了患者救治。随着新型生物材料的快速发展，可注射水凝胶材料有望成为心衰治疗的有效方案。

四川大学生物医学工程学院院长和国家生物医学材料工程技术研究中心主任王云兵教授团队与企业合作，近10年来年攻关心衰治疗可注射水凝胶材料和经导管微创介入器械开发中面临的一系列难题。经过对水凝胶材料及器械的不断创新研发和优化筛选，联合杭州德柯医疗科技有限公司于2021年3月在西京医院完成全球首例经导管微创介入心衰治疗水凝胶临床实验，开创了心衰治疗水凝胶材料及器械创新的新高峰，已完成的多例临床试验均表现出良好的安全性和有效性。

配合心衰治疗水凝胶产品的开发，近日，王云兵教授团队在生物材料领域顶级期刊《Biomaterials》详细报道了课题组在此领域的最新研究进展。通过合成一种携载抗炎纳米颗粒和定制重组III型人源化胶原蛋白(rhCol III)的微环境响应多功能水凝胶，该水凝胶能够在心衰部位（酸性环境和高ROS）响应按需释放出抗炎药物姜黄素(Cur)和rhCol III。Cur具有良好的抗氧化和抗炎性能，可有效降低ROS水平和细胞凋亡，抑制炎症反应，定制化的rhCol III可促进细胞增殖、迁移和血管生成。体内实验结果表明多功能响应水凝胶表现出良好的促受损心肌组织修复的效果，显著提高心肌标志物α-actinin和CX43的表达，表明水凝胶治疗后的心脏心功能得到迅速恢复。总之，微环境响应多功能水凝胶通过联合抗凋亡、抗炎和促血管重构机制，在加速受损心脏修复方面表现出巨大的应用潜力，为心衰治疗开拓了新方向。

图1.微环境响应多功能水凝胶的制备及促进受损心肌组织修复的作用机制。

 图2. 微环境响应多功能水凝胶的材料学性能、流变学性能表征及药物释放行为结果。

 图3. 微环境响应多功能水凝胶的体内治疗效果，包括超声心动图及相关参数分析。治疗28天后心脏的H&E和Masson染色及心室壁厚和梗死面积的定量分析结果。

 图4. 微环境响应多功能水凝胶对心功能指标α-actinin和CX43表达的影响结果。

以上相关研究成果以题为Regeneration of infarcted hearts by myocardial infarction-responsive injectable hydrogels with combined anti-apoptosis, anti-inflammatory and pro-angiogenesis properties发表在《Biomaterials》，文章第一作者是四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心胡成副研究员，通讯作者为王云兵教授和杨立副研究员。