我校教师在《Nature Communications》发表最新研究成果（图）

　　近日，我校医学院（护理学院）徐凯歌副教授作为第一作者、我校为第一单位，与广州医科大学、加拿大曼尼托巴大学等单位合作，在国际著名期刊Nature子刊《Nature Communications》上发表题为“Chlorophyll as a sustainable crosslinking strategy for engineering highly compressible hydrogels”的重要研究成果。

　　水凝胶在组织修复领域具有广阔前景，尤其在心梗修复中，可注射心脏补片有望通过微创方式递送至梗死部位。然而，非侵入递送过程往往伴随高应变和大幅变形，对水凝胶的机械强度、压缩回弹性和结构稳定性提出了极高要求。传统高弹性水凝胶通常依赖复杂化学合成和物理制造工艺，难以同时兼顾超压缩、可注射、导电和抗氧化等多种功能。

　　为此，研究团队从菠菜中提取天然叶绿素，并将其开发为一种可持续的通用物理交联剂。叶绿素分子具有疏水烷基链和卟啉环结构，在水性预聚液中可通过疏水相互作用自组装形成纳米聚集体，作为物理交联剂和“锚点”嵌入水凝胶网络。随后，通过溶剂交换过程，水凝胶内部进一步形成大孔结构，与甲基丙烯酸酯共价交联协同作用，显著提升了材料的压缩性和回弹性。

　　实验显示，加入叶绿素后，明胶甲基丙烯酰水凝胶的最大压缩应变从约43%提升至90%以上，部分配方可达92.9%。G90C60水凝胶可被压缩超过80%并恢复原状，甚至经受18kg小车车轮滚压而不破裂。直径26mm、厚2mm的水凝胶可通过2.5mm孔道注射，承受90.4%变形而不破裂。研究进一步在叶绿素交联水凝胶表面沉积导电聚吡咯，构建了兼具超压缩性、导电性和抗氧化能力的GCP心脏补片；直径36mm、厚2mm的导电心脏补片也可通过5.5mm孔道完整注射并恢复形状。

　　在小型猪心肌梗死模型中，研究团队通过微创注射将单块36mm GCP补片递送至梗死心脏表面。4周后，治疗组左心室前壁厚度增加65%，射血分数从38%提高到50%，短轴缩短率从18%提高到25%，瘢痕厚度减少37%，梗死区微血管密度较MI组提高约11倍。同时，叶绿素补片显著降低了梗死心肌的活性氧水平，减少心肌细胞凋亡，抑制炎症因子表达，并促进巨噬细胞由M1向M2表型极化，表现出良好的抗氧化、抗炎和促血管新生效果。主要器官组织学检查未见明显病理改变，显示出良好的生物安全性。

　　此项研究的成功开展，为严重心肌梗死后的微创修复提供了全新思路和技术手段。该叶绿素物理交联策略来源丰富、成本低、可持续，并具有通用性，可适用于明胶、海藻酸钠、壳聚糖、聚乙二醇二丙烯酸酯、透明质酸和羧甲基纤维素等多种水凝胶体系，在软组织修复、生物电子和软机器人等领域具有广阔的应用前景。

　　论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-77673-z