心脏疾病严重威胁病人生命。通过静脉注射、冠状动脉注射、心肌注射和心肌贴片等现有方式递送干细胞治疗损伤心肌，存在滞留率低、开胸手术创伤大、费用高等缺点。
来自北卡罗莱纳州立大学和北卡大学教堂山分校的程柯教授团队研究报道了微创“注射”心脏补片的新方法。该方法在心包腔内注射携带干细胞或外泌体的水凝胶，利用心包腔作为天然的水凝胶塑形“模具”，在心脏表面形成一层均匀的修复贴片。相关研究成果近日发表于《Nature Communications》杂志上。程柯教授是该文章的通讯作者，博士后研究员朱大帅和李振华是该论文的共同第一作者。
https://doi.org/10.1038/s41467-021-21682-7
细胞和外泌体治疗为修复损伤心肌提供了富有希望的再生医学解决方案。如何直接向损伤区域递送这些治疗物，并提高递送效率是干细胞和外泌体治疗心肌病所面对的重要挑战。
“心脏贴片是一种有效的方式，但是心脏贴片的植入一般需要开胸手术，创伤严重。我们寻求一种可微创实施的、安全、有效的方式。”北卡州立大学-北卡大学教堂山分校联合生物医学工程系Randall B. Terry Jr. 再生医学杰出讲席教授程柯介绍说。
心包腔是存在于心包膜和心脏之间的腔隙，其中填充心包液，为心脏提供保护和润滑作用。将心包腔作为天然模具，利用水凝胶负载干细胞和外泌体，通过心包腔内注射，研究团队成功在心肌梗死区域微创植入了“心脏贴片”，实现了“原位”倒模。
“我们将这种递送方式称为intraPeriCardial注射，即iPC注射”，程柯教授说，“iPC注射显著提高了干细胞和外泌体的滞留率，降低免疫反应，并促进心肌梗死小鼠和大鼠的心肌修复，改善心脏功能。”
iPC注射干细胞治疗模式图(a)及原位生成心脏贴片(b) (图片来源：参考资料[1])
在进一步的转化研究中，研究团队利用胸腔镜技术，在实验猪中证实了微创iPC注射治疗的可行性和安全性。“iPC注射水凝胶不会引起心包填塞、心包炎等副作用。更重要的是，iPC注射有望通过完全微创的方式在临床病人中得以实施。”
在实验猪中微创iPC注射外泌体 (图片来源：参考资料[1])
“LARIAT是指经皮心外膜左心耳套扎术，是临床治疗房颤源性卒中、心衰常用的手术。借鉴该手术过程中，心包膜内导管的导入，临床医生可以轻而易举的完成iPC注射。而且这一些列操作只需要局部麻醉，这充分显示出iPC注射的优越性。”本文的共同作者北卡大学教堂山分校心内科副教授Joe Rossi介绍说。
参考资料：
[1]Zhu, D., Li, Z., Huang, K. et al. Minimallyinvasive delivery of therapeutic agents by hydrogel injection into thepericardial cavity for cardiac repair. Nat Commun 12, 1412(2021).
