IF ：20.3 ！智能水凝胶贴片：感知心脏损伤信号，精准释放药物修复心肌

本文研究了一种用于心肌梗死后修复的智能水凝胶贴片。心肌梗死会导致心肌细胞死亡并引发氧化应激与炎症，传统口服药物存在局限。本研究创新地开发了一种能响应病灶活性氧（ROS）水平的可注射水凝胶贴片，该贴片可实现药物的局部、按需释放，旨在重编程免疫细胞并保护线粒体功能，从而促进心脏修复。相关的高水平研究，如关于“免疫调节水凝胶用于心肌修复”的论文，常发表于《Nature Reviews Materials》、《Advanced Materials》及《Bioactive Materials》等顶级期刊。

创新点

01

“侦测-响应”一体化治疗策略

区别于传统的被动给药，本研究设计的水凝胶贴片能智能感知心肌梗死区域特有的高ROS微环境，并在此触发下精准释放药物，实现了治疗与病理信号的同步。

02

“药物-递送系统”协同材料设计

研究并非简单包裹药物，而是构建了多层次功能体系。首先将有效成分封装于ROS敏感脂质体中以实现智能化控释，再将其嵌入具有心肌组织粘附性的水凝胶网络，共同保证了药物在病灶部位的滞留与高效利用。

03

“从机制到应用”的闭环验证策略

研究思路始于通过网络药理学筛选潜在治疗分子，在验证其疗效后，进一步针对性设计解决其缺点的递送系统，最终在动物模型上综合评价其修复效果，形成了一个完整的研究范式。

材料开发

材料 / material

该体系核心由两种材料构成：乳清蛋白分离物甲基丙烯酸酯（WPI-MA） 作为水凝胶的基础骨架，提供机械支撑；o-硝基苯甲酰醇改性透明质酸（HA-NB） 则引入ROS响应性键。治疗药物丹酚酸B（DB） 被预先包封于ROS敏感脂质体中，再整合入水凝胶网络。

功能 / Function

WPI-MA与HA-NB通过动态共价键交联，形成具有生物相容性和组织粘附性的凝胶网络。整合的脂质体在遇到梗死区高ROS时发生裂解，触发DB的按需释放。整个系统协同作用，旨在调控巨噬细胞功能、减轻氧化损伤并抑制纤维化。

思路延伸

本研究所展示的“智能响应型生物材料递送”策略，为组织修复提供了可广泛延伸的思路：

刺激响应多元化：可借鉴此思路，开发对特定酶（如基质金属蛋白酶）、pH值或光热等其它疾病微环境信号响应的材料，用于肿瘤或糖尿病溃疡等疾病的治疗。

药物与靶点拓展：该递送平台具有通用性。未来可装载不同的核酸药物（如siRNA、mRNA）、蛋白质或干细胞衍生物，用于调节其他关键细胞（如成纤维细胞、心肌祖细胞）的行为。

功能集成化：下一代材料可进一步集成导电纳米材料以恢复电生理信号，或结合促血管生长因子实现协同治疗，构建多功能一体化的组织工程支架。

原文来源

期刊名称：Bioactive Materials

发布日期：2026年2月4日

DOI：10.1016/j.bioactmat.2026.01.015

研发团队：Minying Li, Qinghe Wu, Weipeng Sun, Wenhu Wu, Biyi Zhao, Yifei Wang, Wei Wang, Chun Fan, Dong Deng, Fanhang Meng