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为解决周围神经损伤（PNI）修复中缺乏能持续提供 Ca2?信号促进生长锥延伸的有效钙源问题，研究人员构建含 BDA-nHAP 和 VEGF 的水凝胶（Gel）系统。发现其可调控钙信号、促进神经血管再生，为 PNI 修复提供新方案。
周围神经损伤（PNI）是临床常见创伤，约 5% 创伤患者会遭遇，严重者可致永久生理和功能残疾。细胞钙（Ca2?）信号在周围神经系统发育中至关重要，可调节神经细胞增殖、迁移和分化，轴突切断后钙流对轴突再生意义重大，升高局部 Ca2?浓度可诱导生长锥形成和神经突生长。然而，现有钙源无法在生长锥内提供持续 Ca2?信号，且缺乏生长锥靶向特异性，严重阻碍了神经再生过程中生长锥的有效延伸。同时，PNI 研究常聚焦神经再生，忽视血管生成的协同作用，而神经修复中神经再生与血管生成相互关联，早期充分的血管再生对损伤神经功能恢复至关重要，血管内皮生长因子（VEGF）虽能诱导血管极化和调节神经生长微环境，但其半衰期短限制了在神经损伤部位的直接应用。
为解决上述问题，吉林大学第一医院的研究人员开展了相关研究，构建了一种负载生物素化葡聚糖胺修饰的羟基磷灰石纳米棒（BDA-nHAP）和血管内皮生长因子（VEGF）的水凝胶（Gel）系统，探究其在周围神经修复中的作用。研究发现，该系统通过 BDA-nHAP 靶向调控生长锥内的 Ca2?信号，结合 VEGF 促进早期血管生成，显著提升了周围神经损伤后的功能恢复质量，为 PNI 的治疗提供了新的思路和策略。该研究成果发表在《Acta Biomaterialia》。
研究用到的主要关键技术方法包括：通过水热法合成羟基磷灰石纳米棒（nHAP），并对其进行胺功能化和 BDA 表面修饰得到 BDA-nHAP；利用点击化学合成降冰片烯修饰的透明质酸（HANB）和巯基修饰的明胶（GelSH），并通过紫外光聚合制备水凝胶；采用透射电子显微镜（TEM）、X 射线光电子能谱（XPS）、X 射线衍射（XRD）等对纳米材料和水凝胶进行表征；通过细胞计数试剂盒 - 8（CCK-8）法、活死细胞染色、活性氧（ROS）检测等评估生物相容性；利用免疫荧光染色、Western blotting 等技术探究 BDA-nHAP 促进神经再生的机制；通过大鼠坐骨神经横断模型，进行坐骨神经功能指数（SFI）分析、神经电生理测试、组织学染色等评估神经再生效果。
3.1 水凝胶系统的制备与表征
通过一系列化学合成和修饰方法成功制备了 Gel/BDA-nHAP@VEGF 系统。TEM 显示 nHAP 长度约 50-120 nm，宽度 10-20 nm，表面修饰 BDA 后纳米棒的尺寸和形貌得以保留。XRD 证实纳米棒具有羟基磷灰石晶体结构，XPS 和 FTIR 验证了表面修饰的成功。水凝胶具有多孔结构，纳米棒均匀分散其中，且表现出良好的剪切变稀行为。
3.2 生物相容性评估
CCK-8 法、活死细胞染色和 ROS 检测表明，nHAP-NH?和 BDA-nHAP 均具有良好的生物相容性，200 μg/mL BDA-nHAP 可促进 PC12 细胞增殖，且细胞存活率超过 120%。
3.3 BDA-nHAP 的细胞内定位与促神经突生长作用
TEM 观察发现 BDA-nHAP 通过内吞作用进入 PC12 细胞，并分布于溶酶体中，且 BDA 耦合增强了纳米棒的内吞效率。PC12 细胞实验表明，BDA-nHAP 显著促进神经突生长，增加神经突长度和数量，其效果优于 nHAP-NH?。
3.4 促神经再生机制
钙荧光探针检测显示，BDA-nHAP 通过内吞和巨胞饮作用进入细胞，释放 Ca2?升高细胞内 Ca2?浓度。转录组测序和 Western blotting 表明，BDA-nHAP 激活 PI3K-PAK 和 MAPK 信号通路，促进神经突生长和细胞骨架重塑。
3.5 Gel/VEGF 对血管内皮细胞迁移和血管生成的影响
ELISA 显示 VEGF 从水凝胶中持续释放，划痕实验、Transwell 实验和管形成实验表明，Gel/VEGF 显著促进 HUVECs 的迁移和血管生成。
3.6 体内神经再生功能评估
大鼠坐骨神经横断模型显示，Gel/BDA-nHAP@VEGF 组的 SFI 和复合肌肉动作电位（CMAP）振幅显著优于对照组，表明其促进神经功能恢复。
3.7 组织形态学分析
Masson’s trichrome 染色、PASM 染色和 TB 染色显示，Gel/BDA-nHAP@VEGF 组的腓肠肌萎缩减轻，再生神经纤维密度增加，髓鞘结构更完整，且未发现异位骨化。
3.8 神经血管再生评估
免疫荧光染色显示，Gel/BDA-nHAP@VEGF 组的血管生成和神经纤维再生水平显著高于其他组，BDA-nHAP 的顺行运输证实其全程修复能力，BDNF 和 GAP43 表达增加表明钙依赖信号通路被激活。
研究结论表明，该研究开发的 Gel/BDA-nHAP@VEGF 多功能水凝胶系统，通过 BDA-nHAP 持续靶向调控生长锥内的 Ca2?信号，结合 VEGF 促进早期血管生成，实现了周围神经损伤修复中神经再生和血管生成的协同作用，为 PNI 的高质量功能恢复提供了新的解决方案。尽管存在水凝胶合成批次差异、材料长期神经相容性等需要进一步研究的问题，但该系统在周围神经损伤治疗中的潜力显著，为后续临床转化奠定了基础。
