研究人员设计了一种新型胶粘贴片，可以直接放在心脏上，有朝一日可以帮助减少心脏病发作后心肌的拉伸。

该贴剂由水基水凝胶材料制成，使用心脏功能的计算机模拟开发，以微调材料的机械性能。一项针对大鼠的研究表明，该贴片可有效预防左心室重塑 - 心脏肌肉在心脏病发作后常见，并可降低心脏主要泵室的功能。该研究还表明，计算机优化的贴片优于贴片，其机械特性是在临时基础上选择的。

该研究发表在“自然生物医学工程”上，是布朗大学工程学院计算机建模与力学研究人员，复旦大学心脏病学研究人员和东吴大学材料科学家的合作。

“心脏病发作后心脏难以恢复的部分原因是它必须继续抽血，”布朗工程学教授和该论文的共同作者高华建说。“这里的想法是为受损组织提供机械支撑，这有望使它有机会愈合。”

研究人员表示，之前的研究表明机械贴片可能是有效的，但没有人对这种贴片的最佳机械性能进行任何研究。结果，潜在贴片的厚度和刚度变化很大。高说，让这些房产正确非常重要。

“如果材料硬或硬，那么你可以限制心脏的运动，使其不能扩展到它所需的体积，”他说。“但如果材料太软，那么就无法提供足够的支撑。所以我们需要一些机械原理来指导我们。”

为了开发这些原理，研究人员开发了一种心脏跳动的计算机模型，当心脏固定在心脏外部时，它捕获了心脏本身和贴片的机械动力学。负责建模工作的Brown的研究生Yue Liu表示，该模型有两个关键部分。

“一部分是模拟正常的心脏功能 - 扩张和收缩，”刘说。“然后我们在外面应用我们的贴片来看看它是如何影响这个功能的，以确保贴片不会限制心脏。第二部分是模拟心肌梗塞后心脏如何重塑，那么我们可以看看需要多少机械支持才能阻止这一过程。“

有了这些物业，该团队转向布朗博士雷阳的生物材料实验室。毕业于苏州大学和中国河北工业大学教授。Yang和他的团队开发了一种由食品淀粉制成的水凝胶材料，可以匹配模型的特性。材料的关键在于它是粘弹性的，这意味着它结合了流体和固体特性。它具有高达一定应力的流体特性，此时它会凝固并变得更硬。研究人员说，这使得这种材料既适合心脏的运动，也可以提供必要的支持。

这种材料也很便宜(研究人员说，补丁花费不到一分钱)并且易于制作，实验表明它是无毒的。啮齿动物研究最终表明它可有效减少心脏病发作后的伤害。

“该贴片在心肌梗塞后(即心肌细胞大量死亡)提供了几乎最佳的机械支撑，”中国复旦大学心脏病学研究员孙宁和一位研究合着者说。“[它]保持了更好的心输出量，从而大大减少了剩余心肌细胞的过载和心脏不良重塑。”

生化标志物显示该贴片减少了心脏病发作损伤组织中的细胞死亡，瘢痕组织积聚和氧化应激。

研究人员说，需要进行更多的测试，但最初的结果很有希望最终用于人体临床试验。

“它是否适用于人类还有待观察，但它非常有前景，”高说。“我们现在没有任何理由认为它不起作用。”