一种基于水凝胶支架和纤维蛋白胶的方法在小鼠心肌梗死模型中递送治疗药物

该操作的总体目标是将一种治疗性水凝胶贴片移植到心脏表面，以尽量减少心肌梗死后造成的损伤。该过程首先通过开胸手术暴露心脏表面。在第二步中，于左冠状动脉处放置一个小缝合结，以诱导心肌梗死。

接下来，使用纤维蛋白胶将治疗性水凝胶贴片固定在心脏表面，然后关闭胸腔。最终，通过组织学分析和小动物超声心动图评估采用或未采用这些干预技术时心脏结构与功能的变化。该方法有助于回答干细胞工程领域的一些关键问题，例如确定改善心脏功能所需的细胞数量和递送方式。

心肌梗死后，尽管该方法主要用于深入了解心肌梗死的治疗方法，但也可应用于其他组织工程和血管再生系统，例如后肢缺血模型。首先将一只健康的麻醉小鼠放置在插管架上，并将光源对准小鼠的胸腔。

接下来，使用镊子牵拉喉部表面，暴露声带。然后小心地将一根20号套管针沿声带之间轻柔插入，并顺利进入气管。

将导管连接至小型动物呼吸机，并进行一次机械通气以确认导管位置正确。然后将动物仰卧放置在加热垫上，以防止低体温。使用脱毛膏去除手术区域的毛发，随后交替使用碘伏和75%乙醇进行三次消毒擦洗。

在手术过程中，为动物眼睛涂抹眼膏以防止干燥，然后覆盖手术区域。接下来，从胸骨左侧约一厘米处开始，沿胸骨全长做皮肤切口，以开始手术操作。找到代表胸大肌的分界线，用镊子轻轻提起胸大肌，使其与下方的腹外斜肌分离。

将肌肉向内侧牵拉。以相同方式游离腹外斜肌与下方肋骨，但采用向外侧牵拉。以充分暴露第二、第三和第四肋骨，获得清晰视野。

轻轻抬起第四根肋骨，使用电灼器在第三和第四根肋骨之间打开胸腔。然后放置牵开器以进一步撑开胸腔，用镊子暴露心脏，刺破心包膜，随后用一根8-0单丝尼龙缝线在距离心尖约4毫米、左心耳下端正下方的位置结扎左冠状动脉。若缝线位置正确，可观察到心室心肌出现苍白区域，且左心房体积增大。

放置补片时，使用平头刮刀将水凝胶轻柔地置于心脏梗死区域表面。用刮刀轻轻固定补片位置，同时由助手快速混合胶水约一分钟。当胶水达到所需黏度时，迅速将约10微升胶水转移至补片表面。

然后使用三到四根单独的6-0单丝尼龙缝线间断缝合肋间肌层。在缝合肋间层之前，将一根PE 10导管插入切口。随后用三到四根单独的间断缝线缝合胸肌。

用连续缝合方式封闭皮肤层，并将一个1毫升注射器连接到套管末端。最后，抽吸胸腔积液，在关闭胸腔后的6至8小时内给予术后镇痛，并持续监测动物直至其完全恢复。最早可在梗死发生两天后进行模式超声心动图测量，此时可见左心壁运动停止，提示心肌已发生重构。根据数据进行的定性计算表明，梗死心脏的射血分数和每搏输出量均有所下降。

对健康心脏和梗死心脏的组织学分析显示，梗死心肌中出现左心室扩张和左心室壁变薄的现象。这两种表现均为组织重塑和瘢痕组织沉积的征象，因此应用补片是一种治疗心肌梗死的有效治疗策略，因为纤维蛋白胶不会对心肌造成损伤。事实上，在补片及其所用胶水施加的部位未观察到组织重塑或心室壁变薄，心肌细胞在植入心脏补片及使用胶水后仍保持完整。

此外，活力检测证实，在细胞包裹水凝胶贴片的外表面施加胶水不会影响贴片内细胞的存活。一旦掌握该技术，若操作得当，可在 30 至 40 分钟内完成。在尝试该操作时，需注意控制纤维蛋白胶的施加时间，以确保贴片与硬质表面实现良好黏附。