基于微环境响应的壳聚糖可注射水凝胶携雷公藤甲素与铜离子协同抗炎修复脊髓损伤

《Carbohydrate Polymers》：A microenvironment-responsive chitosan based injectable hydrogel with synergistic anti-inflammatory effects of triptolide and copper ions for spinal cord injury repair

本文开发了一种负载雷公藤甲素-壳聚糖寡糖接枝物（TP-g-COS）的铜基超分子水凝胶（COCu/TP-g-COS），通过动态希夫碱键和Cu2+配位交联实现可注射、自愈合及微环境响应特性。该凝胶能精准填充不规则损伤腔隙，通过pH依赖性分级释放TP与持续释放Cu2+，协同抑制NF-κB炎症通路并激活Nrf2/HO-1通路，显著促进轴突再生、抑制胶质瘢痕形成，使脊髓损伤大鼠BBB评分提升至11分，为脊髓修复提供多功能治疗策略。

　　

Highlight

材料

雷公藤甲素（TP）购自杨凌慈缘化学生物技术有限公司。羧甲基壳聚糖（CMCS，分子量240 kDa，脱乙酰度>90%，羧基取代度90%）购自北京迈瑞达科技有限公司。壳聚糖寡糖（COS，分子量800–1000 Da，脱乙酰度90%）由大连美仑生物技术有限公司提供。琥珀酸酐（SA）、4-甲酰基苯甲酸（4-FA）、4-二甲氨基吡啶（DMAP）、氯化钠（NaCl）、二甲基亚砜（DMSO）等试剂均为分析纯。

TP-g-COS的结构表征

本研究利用COS对TP进行接枝改性，实现TP在水凝胶中的持续释放行为。该过程利用COS在有机溶剂中的良好溶解性，使其能与疏水性TP发生酰胺化反应。TP-g-COS的合成路径如图2A所示。傅里叶变换红外光谱（FT-IR）图2B显示，TP谱图中1768 cm^-1处的尖锐峰对应α,β-不饱和五元内酯环中C=O的伸缩振动。

结论

本工作基于我们先前发表的COCu水凝胶系统（Hu等，2022），通过引入雷公藤甲素-壳聚糖寡糖接枝物（TP-g-COS）构建载药超分子水凝胶，将其从结构性生物材料转化为用于脊髓损伤修复的多功能治疗平台。相较于2022年研究聚焦于CMCS、OCS和CDs-Cu构建的自再生水凝胶用于止血和组织固定，当前工作通过TP-g-COS的整合实现了药物控释与微环境调控的协同增效。