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A Bi‐Layer Hydrogel Cardiac Patch Made of Recombinant Functional Proteins

生物相容性 材料科学 生物医学工程 止血 体内 自愈水凝胶 纳米技术 图层(电子) 外科 医学 生物 生物技术 高分子化学 冶金
作者
Xiaoyu Jiang,Teng Feng,Bolin An,Susu Ren,Jufeng Meng,Ke Li,Suying Liu,Haiying Wu,Hui Zhang,Chao Zhong
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:34 (19) 被引量:48
标识
DOI:10.1002/adma.202201411
摘要

The development of minimally invasive cardiac patches, either as hemostatic dressing or treating myocardial infarction, is of clinical significance but remains a major challenge. Designing such patches often requires simultaneous consideration of several material attributes, including bioabsorption, non-toxicity, matching the mechanic properties of heart tissues, and working efficiently in wet and dynamic environments. Using genetically engineered multi-domain proteins, a printed bi-layer proteinaceous hydrogel patch for heart failure treatments is reported. The intrinsic self-healing nature of hydrogel materials physically enables seamless interfacial integration of two disparate hydrogel layers and functionally endows the cardiac patches with the combinatorial advantages of each layer. Leveraging the biocompatibility, structural stability, and tunable drug release properties of the bi-layer hydrogel, promising effects of hemostasis, fibrosis reduction, and heart function recovery on mice is demonstrated with two myocardium damage models. Moreover, this proteinaceous patch is proved biodegradable in vivo without any additive inflammations. In conclusion, this work introduces a promising new type of minimally invasive patch based on genetically modified double-layer protein gel for treating heart-related injuries or diseases.
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