小小贴片助心脏更快恢复——微型针技术让心梗康复更轻松

这种可生物降解贴片含有极细的微针，微针内充满携带白介素-4（IL-4）的微小颗粒，IL-4是一种已知在免疫调节中发挥作用的分子。当贴片放置在心脏表面时，微针会溶解并将IL-4直接释放到损伤区域，有助于创造支持恢复的条件。
黄教授及其同事在《细胞生物材料》期刊上发表了他们的研究成果，该研究得到了美国国立卫生研究院和美国心脏协会的资助。
“这种贴片就像一座桥梁，”药学系助理教授黄教授说，“微针能够穿透心脏外层，让药物到达下方受损的心肌，而通常这些受损心肌很难接触到。”

### 心脏病发作后心脏损伤的发展过程
心脏病发作会使心肌细胞缺氧和缺乏营养，导致许多心肌细胞死亡。作为一种保护性反应，身体会在受损区域形成瘢痕组织。虽然这种瘢痕有助于维持结构稳定，但它不像健康心肌那样收缩。因此，剩余的心肌必须随着时间的推移更努力地工作，这可能会导致心力衰竭。
黄教授的团队希望他们的贴片能够阻断这一发展过程。通过将IL-4直接送达损伤部位，贴片能促使一种被称为巨噬细胞的免疫细胞从促炎模式转变为支持愈合的模式。这种转变可以限制瘢痕的形成，并改善长期预后。
“巨噬细胞是关键，”黄教授解释道，“它们既可以加剧炎症，也可以帮助心脏愈合。IL-4有助于将它们转变为‘帮手’。”

### 局部递送的重要性
早期尝试使用IL-4修复心脏组织的方法是将这种分子注射到血液中，但让其在全身循环会对其他器官产生不良影响。这种新贴片通过将治疗精确地集中在需要的地方，解决了这个问题。
“全身递送会影响整个身体，”他说，“我们希望只针对心脏。”

### 与愈合相关的意外细胞反应
该研究中最值得注意的发现之一是，接受治疗后心肌细胞的行为发生了变化。据黄教授介绍，这些细胞对周围组织发出的信号更敏感了，尤其是血管内壁的内皮细胞发出的信号。这种改善的“交流”可能在长期恢复中发挥重要作用。“心肌细胞不仅存活了下来，它们还以支持恢复的方式与其他细胞相互作用，”他说。
研究团队还发现，贴片减少了内皮细胞发出的炎症信号，这些信号可能会导致进一步的心脏损伤。此外，他们检测到一种名为NPR1的通路活性增强，该通路有助于维持血管健康和整体心脏功能。

### 未来版本旨在实现微创使用
目前，放置这种贴片需要开胸手术，但黄教授希望开发出一种侵入性更小的方法。他设想一种可以通过小管递送的设计，使这种治疗在临床环境中更容易、更实用。
“这仅仅是个开始，”他说，“我们已经证明了这个概念。现在我们想优化设计和递送方式。”
黄教授目前正与文理学院统计学助理教授王晓清（杰德）合作。他们共同开发一种人工智能模型，该模型可以绘制免疫反应图谱，并帮助指导未来免疫调节疗法的递送。