▷2023/9/22
同萃生材
#前沿文献◁
本期总结
1、脊髓损伤类研究通常以实现神经功能的修复为目标。
2、实现这一目标，通常会面临前置或伴生问题（主要是炎症、瘢痕等）。
3、神经修复层面，关注神经信号传导、神经修复、营养等具体问题。
4、细胞研究层面，关注小胶质细胞、神经元、星形胶质细胞、成纤维细胞等
5、热点通路是：代谢重编程、星形胶质的乳酸穿梭、铁死亡自噬、细胞焦亡等。
推荐策略
1、厘清脊髓损伤不同阶段的病理特征和临床表现；
2、结合治疗需要，利用凝胶材料的特性（刚度、导电）实现电信号传导、局部支撑功能；
3、选择构建凝胶的成分、结构及形态实现药物递送、组织工程和智能响应方面的创新应用；让抗炎药物、神经营养因子、干细胞等实现局部驻留和受控释放，最终实现神经功能恢复。
Bioactive Materials（IF 18.9）
各向异性铁磁流体水凝胶中硫化氢的持续释放修复脊髓损伤
Sustained release of hydrogen sulfide from anisotropic ferrofluid hydrogel for the repair of spinal cord injury
功能受损的存活神经元不能形成有效的神经元回路。它主要是由损伤部位的神经炎症微环境和无引导的再生轴突引起的。为了解决这一问题，用四硫化铁(Fe3S4)、羧甲基壳聚糖和金制备了铁磁流体水凝胶(FFH)。它的内部结构粒子可以在磁场中定向以获得各向异性。此外，Fe3S4在酸性条件下可释放硫化氢(H2S)，具有抗炎作用。在体外实验中，0.01g/ml Fe3S4 FFH显著降低LPS诱导的BV2细胞产生的炎症因子。观察到各向异性FFH诱导的神经干细胞轴突有方向性，轴突变长。体内实验表明，FFH通过NF-κB途径降低脊髓损伤大鼠活化的小胶质细胞/巨噬细胞及促炎因子的表达。此外，它还能显著促进脊髓损伤后轴突的定向再生和功能恢复。
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2022.10.020
Advanced Materials（IF 29.4）
一种可注射、粘合、自修复的双网络水凝胶用于脊髓损伤后的神经再生
A Bioinspired Injectable, Adhesive And Self-Healing Hydrogel with Dual Hybrid Network for Neural Regeneration After Spinal Cord Injury
这项研究开发了一种具有高度复杂特征的生物水凝胶，用于脊髓损伤后的神经再生。这种水凝胶由多巴接枝的壳聚糖和治疗性肽通过胶连组成，具有一系列独特的特性，如可注射、自愈能力和组织粘附性。与传统的水凝胶相比，具有显著的促进免疫调节和轴突再生的作用，同时具有促进神经递质的突触形成和髓鞘再生的特点。能够促进功能恢复，包括运动功能，感觉功能等。这些积极的研究结果表明，水凝胶作为一种修复脊髓损伤的材料具有很大的潜力。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202304896
Advanced Materials（IF 29.4）
高渗透的DNA超分子水凝胶促进全横断脊髓损伤后神经发生和功能恢复
Highly Permeable DNA Supramolecular Hydrogel Promotes Neurogenesis and Functional Recovery after Completely Transected Spinal Cord Injury
哺乳动物严重脊髓损伤后不能自然再生。将干细胞移植到损伤部位是一种非常有前途的方法，但它面临许多挑战，因为它严重依赖于病变部位和递送材料提供的微环境。虽然输送材料的力学性能、生物相容性和生物降解性已被广泛研究，但其渗透性却很少被认识到。
本文设计了一种具有极高渗透性的DNA水凝胶负载神经干细胞来填充大鼠2毫米的脊髓间隙。结果表明，大鼠恢复基本后肢功能，运动诱发电位可检测到。通过植入的和内源性的干细胞增殖分化形成再生神经网络。这种水凝胶系统在临床试验中具有很大的潜力。
原文链接： https://doi.org/10.1002/adma.202102428
# 04
ACS Nano（IF 17.1）
交联单宁酸的导电聚合物水凝胶用于脊髓损伤修复
Soft Conducting Polymer Hydrogels Cross-Linked and Doped by Tannic Acid for Spinal Cord Injury Repair
在神经组织再生支架的设计中，模仿软组织的机械特性和在天然脊髓中传输电所需的高导电性是至关重要的。然而，同时制造高导电性、组织样力学性能和优异生物相容性的支架仍然是一个巨大的挑战。
本文以植物源性多酚、单宁酸(TA)交联，掺杂导电聚吡咯(PPy)链，研制了一种柔软、高导电性、生物相容性的导电聚合物水凝胶(CPH)，以探索其在脊髓损伤(SCI)后的治疗效果。制备的水凝胶具有优异的电导率(0.05 ~ 0.18 S/cm)和适当的力学性能(0.3 ~ 2.2 kPa)，可通过控制TA浓度来实现。
体外实验表明，高电导率的CPH可加速神经干细胞向神经元的分化，同时抑制星形胶质细胞的发育。在体内，CPH具有较高的传导率，可激活病变区域内源性NSC神经发生，导致运动功能明显恢复。总的来说，在没有与任何其他治疗药物联合的情况下，cph可以刺激脊髓损伤后的组织修复，因此对未来脊髓损伤治疗的生物材料设计具有重要意义。
原文链接：https://doi.org/10.1021/acsnano.8b04609
# 05
Advanced Materials（IF 29.4）
神经生长因子在中枢神经系统中的有效递送用以神经再生
Efficient Delivery of Nerve Growth Factors to the Central Nervous System for Neural Regeneration
中枢神经系统(CNS)在控制感觉和运动功能方面起着核心作用，其屏障的破坏可导致严重和衰弱的神经系统疾病。神经营养因子是治疗受损中枢神经系统神经再生的有效药物。然而，它们穿过血脑屏障仍然是一个巨大的挑战，是脑和脊髓治疗的瓶颈。
本文报道了一种利用凝胶微球包裹神经生长因子(NGF)的递送系统，通过静脉注射进入中枢神经系统。病理条件下，神经生长因子可促进脊髓损伤小鼠的神经再生、组织重塑和功能恢复。该技术可用于向中枢神经系统输送其他神经营养因子和生长因子，为组织工程和中枢神经系统疾病和神经退行性疾病的治疗开辟了新的途径。
原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.201900727
课题设计TIPs
1
基于水凝胶的多模式脊髓损伤治疗策略
注射水凝胶疗法、组织工程疗法、联合疗法等
2
基于水凝胶的治疗机制
促进新神经元形成、促进轴突生长、清除炎症细胞和因子、消除囊肿、抑制胶质疤痕形成、促进轴突再生。
The End
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