東華大學紡織學院王璐教授李超婧副教授團隊聯(lián)合復旦大學附屬中山醫(yī)院成功開發(fā)出一種仿天然瓣膜結(jié)構(gòu)力學特性的心臟瓣膜材料，面向經(jīng)導管植入術(shù)的應用，相關(guān)成果以《適用于經(jīng)導管手術(shù)的機械仿生抗壓纖維水凝膠復合人工心臟瓣膜》為題，發(fā)表于《Composites Part B: Engineering》，該論文第一作者是東華大學紡織學院碩士生王雅娟，通訊作者為東華大學紡織學院李超婧副教授和復旦大學附屬中山醫(yī)院王文碩醫(yī)生。

心臟瓣膜作為維持人體血液循環(huán)系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，其功能完整性直接影響心血管系統(tǒng)的正常運作。隨著瓣膜疾病發(fā)病率的持續(xù)上升，開發(fā)具有優(yōu)異性能的人工心臟瓣膜材料與結(jié)構(gòu)已成為該領(lǐng)域的重要研究方向。基于仿生學原理優(yōu)化瓣膜材料的組成與微觀結(jié)構(gòu)，可顯著提升人工瓣膜的生物相容性和長期服役性能。在臨床實踐中，經(jīng)導管主動脈瓣置換術(shù)（TAVR）因其微創(chuàng)優(yōu)勢已逐漸成為瓣膜置換的主流術(shù)式。然而，傳統(tǒng)人工瓣膜材料在經(jīng)導管植入過程中易因鞘管壓縮而產(chǎn)生不可逆的機械損傷，因此，開發(fā)具有優(yōu)異抗壓縮性能的新型人工心臟瓣膜材料，對于推動經(jīng)導管瓣膜置換技術(shù)的發(fā)展具有重要意義和應用價值。

研究團隊基于仿生設計理念，創(chuàng)新性地開發(fā)了一種具有優(yōu)異抗壓縮性能的人工心臟瓣膜材料（COM-Fe）。材料表征結(jié)果顯示，雙網(wǎng)絡水凝膠涂層賦予了COM-Fe優(yōu)異的彈性恢復性能，使其在經(jīng)歷模擬TAVR過程的短時極限卷曲壓縮后仍能保持結(jié)構(gòu)完整性和機械強度，有效降低了經(jīng)導管植入過程中的材料損傷風險。體外性能評估表明，基于COM-Fe制備的人工瓣膜樣品在脈動流測試中展現(xiàn)出與天然瓣膜高度一致的開合行為，各項性能指標均符合ISO 5840-3:2021國際標準要求。該材料所表現(xiàn)出的卓越抗壓縮性能和仿生功能特性，為開發(fā)新一代經(jīng)導管人工心臟瓣膜提供了重要的材料基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

在生物相容性評估中，該材料展現(xiàn)出良好的臨床應用前景，并顯示出潛在的抗炎特性。體外脈動流測試結(jié)果表明，該纖維/凝膠復合瓣膜的各項性能指標均達到人工心臟瓣膜國際標準要求。本研究提出的仿生結(jié)構(gòu)設計策略為高性能人工瓣膜材料的開發(fā)提供了新的研究方向，該技術(shù)有望成為經(jīng)導管人工心臟瓣膜瓣葉材料的優(yōu)選方案。