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四川大學(xué)王云兵教授、胡成副研究員團(tuán)隊(duì)《Biomaterials》:活性氧觸發(fā)的仿生水凝膠軟支架用于缺血性中風(fēng)修復(fù)
2025-02-28  來(lái)源:高分子科技

  缺血性中風(fēng)是導(dǎo)致全球死亡和殘疾的主要原因。當(dāng)局灶性大腦區(qū)域的血氧供應(yīng)中斷,導(dǎo)致腦缺血損傷時(shí),就會(huì)發(fā)生缺血性卒中。目前,再灌注給藥(例如靜脈溶栓和血栓切除術(shù))仍然是缺血性卒中超急性期的最佳治療方法,而由于 6 小時(shí)的治療時(shí)間窗較窄,只有約 10% 的患者從中受益。對(duì)于大多數(shù)患者來(lái)說(shuō),疾病進(jìn)展為慢性期,并帶來(lái)一系列細(xì)胞和分子水平的異常,包括線粒體功能障礙、活性氧 (ROS) 積累、代謝紊亂、炎癥反應(yīng),并最終導(dǎo)致腦細(xì)胞死亡。因此,開(kāi)發(fā)旨在改善缺血性卒中后不良結(jié)局和增強(qiáng)內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生的新療法至關(guān)重要。


  針對(duì)以上問(wèn)題,四川大學(xué)王云兵教授、胡成副研究員團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種ROS觸發(fā)的透明質(zhì)酸 (HA) 和血小板裂解物 (pls) 復(fù)合仿生水凝膠軟支架 (pls gel) 封裝基質(zhì)金屬蛋白酶 (MMPs) 響應(yīng)性甘油單硬脂酸三酯納米顆粒,負(fù)載二十二碳六烯酸 (TGMS@DHATD)(圖1)。Pls gel可以模擬腦細(xì)胞外基質(zhì) (ECM),為細(xì)胞浸潤(rùn)提供物理支持,并作為生長(zhǎng)因子 (GFs) 盒加速血管生成。硼酸酯鍵水凝膠可以響應(yīng)活性氧并緩解氧化應(yīng)激。負(fù)載的 TD 納米顆?梢员荒X梗死部位過(guò)表達(dá)的 MMPs 酶裂解,從而改善過(guò)表達(dá) MMPs 引發(fā)的不良反應(yīng)。其釋放的DHA 具有豐富的不飽和鍵,被證明不僅抑制神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激,還參與促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生。簡(jiǎn)而言之,ROS 觸發(fā)的水凝膠支架 pls gel@TD優(yōu)化了腦梗死后的病理微環(huán)境,從而支持神經(jīng)干細(xì)胞的存活和分化,促進(jìn)內(nèi)源性再生修復(fù)過(guò)程。相關(guān)工作以“ROS-Triggered Biomimetic Hydrogel Soft Scaffold for Ischemic Stroke Repair”為題發(fā)表在Biomaterials期刊上,通訊作者為國(guó)家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心主任/四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng)王云兵教授四川大學(xué)特聘副研究員胡成,論文的第一作者為四川大學(xué)博士研究生張?chǎng)?/span>。


1.仿生水凝膠軟支架的制備過(guò)程、機(jī)理與功能示意圖


  在細(xì)胞水平建立氧-葡萄糖剝奪模型用來(lái)模擬缺血性損傷,相關(guān)實(shí)驗(yàn)顯示 pls gel@TD 具有良好的細(xì)胞相容性,并且可以顯著減少海馬神經(jīng)元(HT22)的早期和晚期細(xì)胞凋亡并保持線粒體正常形態(tài)(圖2)。


2. 仿生水凝膠支架在海馬神經(jīng)元中的細(xì)胞安全性和有效性評(píng)估


  由于血腦屏障(BBB)在中風(fēng)后急性期的臨時(shí)通透性,因此通常使用靜脈給藥。然而,隨著 BBB 在亞急性和慢性期恢復(fù),這種方法的有效性會(huì)降低?勺⑸渌z治療是中風(fēng)后亞急性和慢性期間有前途的替代方案,因?yàn)樗鼈兛梢蕴畛?nbsp;ECM 缺陷的卒中腔,并精確針對(duì)具有高神經(jīng)可塑性潛力的梗死周?chē)鷧^(qū)域(圖3)。在光血栓中風(fēng)模型中, pls gel@TD仿生軟支架創(chuàng)造了一個(gè)優(yōu)化的微環(huán)境,將梗死部位的不良狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇僭偕鸂顟B(tài),并誘導(dǎo)了內(nèi)源性神經(jīng)再生,從而緩解了神經(jīng)元缺血性損傷。


3. 仿生水凝膠支架在局灶性腦梗死小鼠中的可降解性和有效性評(píng)估


  文獻(xiàn)鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S014296122500136X#bib27

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