Ein β-Glycin-verstärktes Poly(l-lactid)-biopiezoelektrisches Pflaster für die selbstversorgte Therapie des Myokardinfarkts

Kardiale Pflaster, als implantierbare Materialien, die mechanische Stabilisierung und funktionelle Unterstützung des Herzens bieten, zeigen vielversprechendes therapeutisches Potenzial zur Behandlung des Myokardinfarkts (MI). Allerdings ist auch die Förderung der elektrischen Integration von Kardiomyozyten entscheidend für die MI-Behandlung, und die damit verbundenen Herausforderungen haben die Anwendung von kardialen Pflastermaterialien ohne elektromechanische Funktionalität eingeschränkt. Daher haben wir in dieser Studie ein biokompatibles, sicher abbaubares, selbstversorgtes piezoelektrisches kardiales Pflaster entwickelt, das aus Poly(l-lactid) (PLLA) und β-Glycin-Kristallen mittels Hochgeschwindigkeitselektrospinnen besteht. Das optimierte Pflaster (PLLA-Gly-H) zeigte einen hohen piezoelektrischen Koeffizienten (d33 = 32,4 ± 1,6 pC·N-1) und eine hohe Sensitivität (21,24 ± 0,81 mV·kPa-1). In vitro bewies das Pflaster eine gute Biokompatibilität (Überlebensrate der L929-Zellen über 99%) und verbesserte die Ausbreitung von Humanen Nabelschnurvenen-Endothelzellen (HUVEC) unter piezoelektrischer Stimulation (Oberflächenbedeckung der HUVEC erreichte ca. 88,5%). In vivo verbesserte das in einem murinen MI-Modell implantierte PLLA-Gly-H signifikant die Herzfunktion (linksventrikuläre Ejektionsfraktion: 47,7 % vs. 35,0 % in der MI-Gruppe), verringerte die Fibrose (41,5 % Reduktion im Vergleich zur MI-Gruppe) und förderte die Angiogenese (Gefäßdichte von 4,387 ± 0,167 Gefäße·mm-2) sowie die Connexin-43-Expression (1,389 ± 0,183 % vs. 0,639 ± 0,194 % in der MI-Gruppe). Insgesamt bietet diese Arbeit einen konzeptionellen Fortschritt für eine selbstversorgte, biologisch abbaubare Pflaster-vermittelte Therapie des Myokardinfarkts.