研究人員開發了一種由人體細胞設計的可生物降解貼片，有朝一日可用於糾正嬰兒先天性心臟缺陷，從而限制多次侵入性手術的需要，並且比目前的非生命、不可降解貼片更耐用。在全球範圍內，每1000 名出生嬰兒中約有9 名患有先天性心臟病(CHD)。先心病是指由於懷孕期間心臟發育不正常而導致的一組出生時存在的缺陷。雖然簡單的缺陷通常不需要治療，但一些複雜的缺陷需要在數年內進行侵入性手術，通常從生命的第一年開始。

其中一些手術需要植入心臟補片，目前心臟補片由非生命、不可降解的材料製成，不會隨患者的心臟一起生長，並且由於無法與心臟組織整合而容易失敗。為了解決這些問題，科羅拉多大學(CU) 安舒茨醫學校區的研究人員開發了一種由患者自身細胞製成的可生物降解貼片，旨在糾正冠心病、限制侵入性手術，並比現有貼片更耐用。

研究的通訊作者Jeffrey Jacot 表示：「最終目標是利用患者自身的細胞製造實驗室培養的心臟組織，可用於重組心臟以糾正心臟缺陷。任何在降解之前沒有被健康組織取代的補片都將不可避免地失效並導致長期併發症。”

心肌組織工程化提出了一些獨特的挑戰。首先，心臟結構不對稱，再生能力有限，代謝需求龐大。其次，用於修復全層心臟缺陷的支架必須能夠應對惡劣的機械環境的挑戰，包括高壓、週期性應變和與血液的直接接觸。第三，組織工程補片必須從植入那一刻起就發揮作用。

考慮到這些挑戰，研究人員使用靜電紡絲技術——透過在液體溶液中通電來製造奈米纖維，用可生物降解的聚己內酯(PCL) 製造厚的多孔支架，並在其中填充纖維蛋白原（纖維蛋白是一種主要的蛋白質，也是血栓的成分）。然後在支架上接種人類誘導多能幹細胞（iPSC），三週後，研究人員觀察到已生長到超過支架的一半。，此外，支架支持自發性收縮iPSC 衍生的心肌細胞也能促進組織增厚。

賈科特說：“支架的機械性能足以修復心臟壁。在靜態培養中，血管細胞能夠在三週內滲透到支架的一半以上。”

雖然該貼片在人體試驗之前還需要進一步測試，但研究人員樂觀地認為，它對於開發治療先天性心臟病和其他心臟疾病的新療法至關重要。這是專門用於心臟組織工程的非常厚的多孔靜電紡絲貼片的首次成功演示。

這項研究發表在《今日材料》雜誌。