背景在世界范围内,心血管病死亡率居于居民总死亡原因的首位,高于肿瘤和其他疾病。心肌梗死是由于冠状动脉突然阻塞而引起心肌缺血、坏死,最终发展为心力衰竭。目前的传统药物溶栓和介入治疗手段均无法逆转心肌梗死和心功能恶化。基于导电和弹性支架的工程心脏补片具有构建再生微环境和修复心肌梗死的潜力。然而,这种单纯导电弹性工程心脏补片很少与宿主心脏形成实质性连接,不能实现心梗区的有效再灌注。预血管化的导电弹性心脏补片可能是建立补片和梗死心脏之间实质性连接的有效策略。然而,工程组织体内外的血管化一直是组织工程的长期挑战。并且,基于导电弹性支架材料构建的血管化心脏补片尚未得到优化且亦较少报道。因此,预血管化的导电弹性心脏补片可作为一种有应用前景的心梗修复材料。目的基于还原多孔氧化石墨烯和聚吡咯构建电学与力学仿生的预血管化工程化心脏补片,并研究其对心肌梗死的修复作用及探讨可能的心梗修复机制。方法1、制备多孔氧化石墨烯（holey graphene oxide,hGO）纳米片层,聚吡咯（polypyrrole,pPy）纳米颗粒,构建电学与力学仿生的还原多孔氧化石墨烯/聚吡咯-聚甲基丙烯酸羟乙酯冷冻水凝胶（poly-（hydroxyethyl methacrylate）-reduced hGO/pPy,p（HEMA）-rhGO/pPy冷冻水凝胶）（HrhGP）。对制备的材料进行表征,并对HrhGPs进行生物相容性测试。2、利用传统的大体解剖铸型技术制作冠状动脉血管铸型模板,构建预血管化HrhGP。复合大鼠主动脉内皮细胞形成充分血管化的HrhGP（fully vascularized HrhGP,v-HrhGP）,并检测其血管出芽及吻合情况。将心肌细胞种植在v-HrhGP上,在动态培养条件下形成充分血管化的HrhGP工程化心脏补片（v-HrhGP engineered cardiac patch,v-HrhGP ECP）,体外检测其对心肌细胞成熟及功能化的影响。3、将v-HrhGP ECPs移植于梗死心脏,体内研究其对梗死心肌的修复作用。4、利用全转录组RNA测序,研究导电微环境和动态培养条件影响心肌细胞功能化的潜在机制。并探讨v-HrhGP ECP修复心梗的可能机制。结果1、制备的 HrhGP0.5（hGO/pPy=1:0.5;hGO:1mgmL-1,pPy:0.5 mgmL-1）具有仿生的天然心肌的力学和导电性能,并且展现了良好的生物相容性。2、含血管通道的HrhGP0.5内的工程化血管血液相容性良好。v-HrhGP0.5在动态培养条件下能够促进血管出芽与自组装血管形成,并促进工程化血管重塑。复合心肌细胞后,v-HrhGP0.5 ECP能够促进心肌细胞的功能化和同步收缩。3、将v-HrhGP0.5 ECP移植于梗死心脏4周后,心功能明显改善,梗死面积缩小,并且其能够与宿主心脏血管建立功能性血管吻合与电整合来修复梗死心肌。4、全转录组RNA测序结果显示:v-HrhGP0.5 ECP有效的心梗修复作用可能与心肌细胞成熟和功能化相关的通路激活有关。结论我们开发了一种新型整合有导电性、弹性和充分血管化的工程化心脏补片,并且其体内外结果表明其可能在心脏损伤修复具有良好应用前景。