通过ASD系统对心力衰竭时心外膜原位渗液收集的探索研究
【文献综述】
心血管疾病是导致人类死亡的首要原因,其中多数与心肌缺血事件发生有关。心肌梗死发生后，坏死心肌组织会经历早期炎症、纤维化和长期重塑3个阶段，在此期间梗死壁变薄、左心室扩张,最终导致心力衰竭的发生。
目前心力衰竭的手术治疗方法，主要有心室辅助装置植入（VAD）和心脏移植2种。其中心脏移植是终末期心力衰竭的唯一有效治疗方法，但临床应用非常有限。心室辅助装置（VAD）的使用相对较广，但此类装置在植入后可引起凝血-纤溶系统的异常激活，由此导致严重的出血和血栓事件成为治疗过程中最常见的并发症。[]
主动性液压心室贴附支持给药系统（Active hydraumatic ventricles support drug delivery system，ASD)是一种非血液接触式的心脏辅助给药装置，极大地改进了传统装置的缺陷。该装置包含一个由中空管构成的网套，所有的中空管可以完全相通或形成数个独立的、内部连通的区域，其中空管内用于填充各种物理性质不同的液体，产生的压力可直接作用于心脏表面，起到支持作用。此外，这套装置还能够在心外膜直接原位监测理化信号，并直接进行物理、化学或细胞水平的治疗性干预[]，实现局部给药。与传统装置相比，该装置能够避免LVAD的常见不良反应，也解决了生物相容性问题，从而提高患者的生存率。
此外，该装置还有助于进行心外膜在心肌再生领域的相关研究。心外膜是紧贴在心肌外面的一层疏松结缔组织，为一群具有异质性的细胞群，具有多向分化的潜能，能够分化为成纤维细胞、血管平滑肌细胞等。而且，成年心脏发生心肌梗死后，心外膜可被激活，并提供许多调节心肌组织修复的信号分子，如转化生长因子-beta;、血小板源生长因子、趋化因子等[]。此外，越来越多的证据表明，心外膜还能够影响 ECM 重构[]。因此，近十年来，心外膜细胞已成为心肌再生领域的研究热点。随着对心外膜生物学特性认识的深入，越来越多的研究者尝试利用心外膜促进心脏修复。ASD系统的另一个优点，就是能重复收集特定时间点的心外膜原位灌洗液，这将有助于阐明心外膜在心力衰竭过程中发生的变化。
本课题旨在对ASD系统的结构和材料进行改进。首先，我们考虑以光滑弧面或更加密集的网状结构代替原有构造，以防止心外膜渗出液进入胸腔。其次，可以在原有的硅胶骨架的基础上，内侧增加一层水凝胶，或将水凝胶与硅胶制成复合材料，增强其生物相容性，并减少液体的漏出。
水凝胶是一种新型生物材料，具有良好的生物相容性和低免疫原性；它是将水溶性高分子材料或其单体经特殊加工形成的一种具有三维网状结构且不溶于水的胶状物质，具有高含水量，柔软度、渗透性和保湿性能也极为优秀，能有效阻止液体扩散[]。特别是采用冻融法和化学原位聚合法制备的具有良好的纳米形貌、生物相容性、机械性能的复合水凝胶，被广泛用作伤口敷料[]，如纤维素基水凝胶[][]。若在ASD系统内壁增加纤维素基水凝胶涂层，可以改善心外膜渗出液外漏的问题。
此外，水凝胶还具备如下特性：在一些特定物理化学环境的触发下，水凝胶可进行原位溶胶-凝胶的转变,其中,基于热刺激交联的水凝胶应用最为广泛，温敏水凝胶可以在体温条件下发生凝胶化转变。[]它可以由多种天然或合成衍生聚合物构成,并组装成高含水量的三维聚合物网络。这些特点使水凝胶能够模仿ECM环境作为细胞移植的载体,促进细胞存活、增殖、分化和迁移,促进组织再生[][]，在人工器官领域也得到应用[]。据国外文献记载，水凝胶还可应用于心室辅助装置（LVAD）中，以降低血小板凝集障碍等并发症的发生[][][]。这些特性使得它在非血液接触式的ASD系统中的应用成为可能。
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