心肌组织工程技术的问世良好的解决了心肌梗死后组织细胞移植过程中出现的一系列问题，同时也建立了一个为选择更好材料及更好移植手段的技术平台。但无论是动物实验研究还是最近的临床试验都表明，目前细胞移植手段仍存在不少缺陷，主要在于优良种子细胞的缺乏以及移植后细胞的低生存率和低分化率。在这样的背景下，作为心肌组织工程支架材料的细胞外基质(ECM)越来越受到人们的关注和重视，成为了近些年医学研究的前沿和热点。

　　纤维蛋白凝胶：

　　纤维蛋白凝胶的制备是由纤维蛋白原和凝血酶相互作用生成的。在体内，纤维蛋白原通过凝血酶调控的反应转变为纤维蛋白，然后，纤维蛋白组装成纤维蛋白多聚体，在受伤的组织部位起止血和治愈的作用。纤维蛋白是天然的生物多聚体，有着许多独特的性质，如生物相容性，操作易行性，且能被剪裁修饰而适用于与细胞或者细胞基质共同培养的条件。更难能可贵的是，纤维蛋白网是纳米级结构，模拟了心肌细胞外基质环境，且能自体应用。

Barsotti等[2]制备以纤维蛋白为基础的可注射生物支架材料，应用于心肌瓣膜组织工程、心肌细胞补片等领域，证实能够提高组织细胞移植的疗效。Ahmed等将纤维蛋白原和凝血酶结合形成纤维蛋白凝胶支架，然后通过一个肝素结合运载系统使生物活性肽与生长因子结合促进该纤维蛋白支架的功能。

利用现代的新技术，如喷墨打印和磁力，能够影响凝胶的自我组装，改变纤维蛋白的几何结构，使之达到适宜的预期结构。可见，纤维蛋白是一种多功能聚合物，展示出了在组织再生和伤口愈合方面惊人的潜力。

　　胶原和明胶：

　　生物源性ECM材料之所以受到关注是因为他们结构中含有各种ECM蛋白，所以目前，心肌组织工程已经做了大量生物源性的ECM培养模型。其中最简单的材料就是多孔胶原，它在作为组织工程再生工具之前就已广泛应用于组织创伤止血。因为其工业制备商品化、标准化，且生物相容性好，成为心肌组织工程三维细胞培养有效的ECM材料。

　　相似的体外研究结果在明胶材料上得到证实，尽管胶原蛋白和他的化学变性产物明胶都是可降解生物材料，但是后者会引发非特异性炎症反应。基质胶是以胶原蛋白为基础，混合多种ECM蛋白和生长因子，是最可靠的心肌细胞培养模型之一。用基质胶培养的细胞其分化程度以及功能参数都接近本体心肌。基质胶源自肉瘤细胞系的基底膜，包含一系列ECM蛋白，包括胶原蛋白，生长因子等，能够促进细胞生长。但基质胶也存在着生长因子可能为潜在污染物的争议，因为不同批次生产的基质胶中的生长因子存在个体差异。

　　透明质酸：

　　HA在溶液中的无规则卷曲状态和它的流体动力学特点赋予了其高度粘弹性、可塑性、渗透性以及独特的流变学特征，是一种拥有良好生物相容性的可吸收材料。透明质酸大分子能维持组织的生物力学性质，它的碎片也被证实有强大的生物活性，与细胞的许多活动密切相关，包括细胞的功能和生长，肿瘤的发生发展，血管发生，炎症，伤口愈合以及再生，甚至影响已分化细胞的表型。

　　海藻酸盐和纤维素：

　　海藻酸盐是由甘露糖醛酸和古洛糖醛酸构成的多糖三维分子结构。它的主要优势在于加入钙或钙盐后的胶凝能力。Leor等已经建立了以海藻酸盐为基质的三围心肌细胞培养模型。基质被移植入体内后，最慢于9个星期被完全降解吸收。

尽管结构单一的海藻酸盐没有在心肌组织工程领域得到广泛认可，但是作为ECM最令人感兴趣的材料之一，随着研究的进展人们对它的认识会越来越多。另一种多糖，植物结构的主要组成部分纤维素，作为ECM已经被应用于心肌以及其他细胞的三维结构培养。

同许多材料一样，纤维素的工业化生产已经可行。特别是纤维素的拓扑结构特性，使之可被设计达到特定组织特殊的培养要求。尽管哺乳动物体内没有能够完全消化纤维素的酶，但是研究证实在纤维素移植入体内后，也会有一个缓慢的降解过程。

　　自然组织源性ECM及组织去细胞化技术：

自从Badylak和他的合作者在二十多年前报道了通过小肠黏膜组织(SIS)进行血管移植的可行性，类似SIS的生物来源材料被大量应用于临床。在体内良好的表现和整合能力启发和激励了众多研究者致力于创造更多生物来源材料，随之出现了一种新的替代治疗技术――组织去细胞化技术。

自然生物来源的ECM最大的优势在于生理蛋白构成的平衡性，从而具有很好的生物相容性来支持细胞的生长。而最大的挑战在于ECM制备的去细胞化过程。理想的去细胞化过程应该完全去除组织内引起移植免疫反应的所有组成成分，同时其他成分又能完好保存他们的功能结构。尽管现在的技术能够达到较理想的去细胞化生产，但是完好的保存ECM却又不含细胞残渣近乎不可能。

　　细胞衍生ECM材料：

　　近几年出现的细胞衍生ECM材料也因其独特的性质和良好的疗效迅速进入人们的视野。Haraguchi等首先发展了无支架细胞层组织工程技术，他们利用改变热敏多聚物――多聚(N-异丙基)(PIPAAm)的温度来控制细胞层的黏连和分离。实验中，附有PIPAAm的特殊细胞培养面是疏水的，在37摄氏度温度下细胞能够在培养面上黏连和增殖。将多聚物温度降至32摄氏度时，培养面转为亲水性质，细胞也将失去黏附能力而与培养面脱离，这个过程不需要任何酶的分解与消化。

　　因此，即使细胞与培养面分离后，细胞与细胞之间的缝隙连接也能保存下来，甚至电图能够描记到细胞的同步搏动。细胞层能够直接移植到心脏表面而不需要缝合，移植后细胞也能有效种植且没有丢失。

　　工程已经应用于许多组织的再生治疗，包括心肌，角膜上皮，食管，肺，肝，胰腺，甲状腺和牙周组织。Miyagawa等建立了一个猪心肌缺血模型进行细胞层移植，结果显示抑制了缺血区心肌重塑，从而促进了心肌功能恢复。Hida等[22]建立了来源于人体月经血干细胞的细胞层，有趣的是，人体干细胞与老鼠心肌细胞共培养后分化形成能能自发搏动的心肌细胞。虽然人体心肌细胞的细胞层移植临床试验还没有完成，但从之前的动物实验模型中可以看出，细胞层组织工程在心肌损伤治疗方面拥有强大的潜力和不错的前景。