基于可注射磁性水凝胶的精准迷走神经磁刺激，快速改善心肌梗死后大鼠的心功能

交感神经系统和副交感神经系统的失衡是心肌梗死（MI）的主要病因之一。迷走神经电刺激术（VNS）能够通过增强副交感驱动力恢复自主神经平衡，已被证明对患者具有潜在益处。然而，电极的植入可能会导致迷走神经损伤和手术感染，从而影响心肌梗死患者的预后。磁刺激作为一种临床安全有效的远程神经调控方法，有望克服这一难题。

基于以上问题，本团队孙剑飞研究员和南京医科大学附属第一医院张凤祥主任团队医工交叉，紧密合作，开发了一种新型的迷走神经磁刺激系统（mVNS）。该系统由负载超顺磁性纳米氧化铁药物的可注射壳聚糖/β-甘油磷酸钠水凝胶（SPIO-CS/GP）和温和磁脉冲序列组成。该水凝胶由临床可用的材料制备，确保了植入后的安全性，并且水凝胶中负载的磁性纳米氧化铁药物能够介导对单根迷走神经的精准磁刺激。研究发现在温和磁场（小于100 mT）作用下，右侧迷走神经原位注射SPIO-CS/GP水凝胶的SD大鼠心率显著降低，且迷走神经电位发生变化，证明了迷走神经的活化。磁刺激（20Hz，每天三次，每次5分钟）4周后，实验发现显著改善了MI大鼠的心功能，减小了梗死面积，同时抑制了炎症细胞浸润和炎症因子的表达。综上所述，这些结果表明mVNS在治疗心肌梗死方面具有一定的临床转化潜力。

相关成果已于2023年1月在线发表于Nanoscale上（Rapid improvement of heart repair on rats after myocardial infarction by precise magnetic stimulation on vagus nerve with injectable magnetic hydrogel, DOI: 10.1039/D2NR05073K），实验室硕士生包斯元和南医大博士生路遥为共同第一作者，张凤祥主任、顾宁教授和孙剑飞研究员为共同通讯作者。