Injection of ROS‐Responsive Hydrogel Loaded with Basic Fibroblast Growth Factor into the Pericardial Cavity for Heart Repair

碱性成纤维细胞生长因子 心肌梗塞 心包腔 纤维化 医学 缺血 心脏病学 活性氧 药理学 再灌注损伤 心包 材料科学 内科学 生长因子 生物 细胞生物学 受体
作者
Zhenhua Li,Dashuai Zhu,Hui Qi,Jianing Bi,Bingjie Yu,Zhen Huang,Shiqi Hu,Zhenzhen Wang,Thomas G. Caranasos,Joseph S. Rossi,Xiaokun Li,Ke Cheng,Xiaojie Wang
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:31 (15) 被引量:123
标识
DOI:10.1002/adfm.202004377
摘要

Abstract Myocardial infarction, among other ischemic heart diseases, is the major cause of mortality and morbidity for patients who have heart diseases. Timely reperfusion of the ischemic myocardium is the most effective way to treat myocardial infarction. However, blood reperfusion to the ischemic tissues leads to an overproduction of toxic reactive oxygen species (ROS), which can further exacerbate myocardial damage on top of ischemic injury. ROS has been used as a diagnostic marker and therapeutic target for ischemia‐reperfusion (I/R) injury and as an environmental stimulus to trigger drug release. In this study, a ROS‐sensitive cross‐linked poly(vinyl alcohol) (PVA) hydrogel is synthesized to deliver basic fibroblast growth factor (bFGF) for myocardial repair. The therapeutic gel is injected into the pericardial cavity. Upon delivery, the hydrogel spread on the surface of the heart and form an epicardiac patch in situ. In a rat model of I/R injury, bFGF released from the gel could penetrate the myocardium. Such intervention protects cardiac function and reduces fibrosis in the post‐I/R heart, with enhanced angiomyogenesis. Furthermore, the safety and feasibility of minimally invasive injection and access into the pericardial cavity in both pigs and human patients are demonstrated.
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