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目的：多年来人们一直致力于修复或重建受损后心肌组织的研究,主要的修复方式包括：干细胞移植和心脏移植。前者面临细胞来源有限、移植后存活率和存留率低下、体内分化不可控、诱发肿瘤等问题。后者有免疫排斥、终身服药等缺点。随着新型生物材料的不断研发和应用,利用心肌组织工程修复受损心肌被寄予厚望。多项研究报道了海藻酸钠-壳聚糖复合水凝胶在不同组织再生上的应用,然而其在心肌组织工程方面尚未见报道。本研究通过制备海藻酸钠(sodium alginate,SA)-壳聚糖(chitosan, CS)复合水凝胶,探讨其心肌内注射治疗心肌梗死的作用及其机制,为临床应用生物材料治疗心肌梗死等缺血性疾病提供新的策略和理论依据。方法：本研究采用物理交联方式将SA溶液与温敏性甘油磷酸钠(sodium glycerophosphate, GP)-CS溶液进行复合,制备出可注射型GP-CS/SA温敏复合水凝胶并对其进行理化性能表征。建立雄性大鼠急性心肌梗死模型,随机分为磷酸盐缓冲液(Phosphate Buffer Solution,PBS)组、0.8%SA组、6%(GP-CS)组、GP-CS/SA复合水凝胶组。30min后沿心梗区周边心肌内分3点注射150μl上述四种溶液,评价三种水凝胶治疗大鼠心肌梗死的效果。术后4w、8w,用M型超声心动图检测心功能变化。取各组心脏作组织切片,进行HE、Masson染色和a-SMA、c-kit、CD68、Ki67免疫组织化学染色及阳性细胞计数和TUNEL检测,用图像分析系统测量瘢痕面积、胶原纤维比率、梗死区室壁厚度和计算心腔扩大指数等。通过Realtime RT-PCR和Western blot检测各组心梗交界区组织的MMP-9、MMP-2、TIMP-2、 Collagen Ⅰ、Collagen Ⅲ和TGF-β1、p-Smad2 mRNA和蛋白表达水平变化。结果：GP-CS/SA复合水凝胶的凝胶时间、结构、平衡溶胀、压缩模量、储能模量和体外降解取决于复合水凝胶中SA的相对质量。另外,GP-CS/SA复合水凝胶明显改善了SA水凝胶的降解性能,同时提高了CS水凝胶的力学强度。GP-CS/SA复合水凝胶能促进血管新生、减轻炎症；减轻心肌组织细胞凋亡；促进与诱导心肌内源性修复和再生。GP-CS/SA复合水凝胶能延缓心梗后心室重构,防止心功能进一步恶化。最重要一点,我们发现水凝胶注射可能诱导成熟心肌细胞发生细胞周期再进入和心脏原位干细胞招募,它们是心肌内源性再生的重要方面。Real time-PCR结果显示GP-CS/SA复合水凝胶组较心梗对照组TGF-β1、TIMP-2、Collagen Ⅰ、 Collagen Ⅲ表达水平明显下调,MMP-9、MMP-2上调。Western blot结果显示GP-CS/SA复合水凝胶组较心梗对照组TGF-β1、p-Smad2、TIMP-2表达下调,MMP-9、MMP-2上调。结论：制备的GP-CS/SA复合水凝胶具有低免疫原性、良好的生物相容性、一定的凝胶强度和可降解性。心肌内原位注射GP-CS/SA复合水凝胶能有效地治疗心肌梗死,延缓心梗后心室重构,防止心功能进一步恶化,促进与诱导心肌内源性修复和再生。GP-CS/SA复合水凝胶延缓心室重构和改善心功能的作用可能与其抑制TGF-β1/pSmad2信号通路和对MMPs/TIMPs表达调节有关。基于功能上多效性、易生产和纯天然等优点,GP-CS/SA复合水凝胶可能是一种极有应用前景的原位心肌组织工程支架材料。