超声响应性水凝胶搭载siRNA纳米颗粒时空调控TGF-β1表达促进肌腱修复

肌腱粘连是肌腱损伤后的常见并发症，TGF-β1在愈合过程中具有双重作用。南通大学研究人员开发了一种超声响应性水凝胶（URH）系统，搭载TGF-β1 siRNA纳米颗粒，通过医学超声（M-US）触发可控释放，实现TGF-β1表达的时空调控。该研究在大鼠屈肌腱损伤模型中证实，URH能有效抑制粘连形成且不影响愈合强度，为肌腱修复提供了新策略。成果发表于《Acta Biomaterialia》。

　　

肌腱修复的困境与突破
肌腱损伤后粘连形成是临床难题，全球每年约1700万患者受累。TGF-β1（转化生长因子β1）在早期促进愈合，但中晚期持续表达会导致纤维化粘连。传统方法难以实现TGF-β1的精准时空调控，南通大学团队由此提出创新解决方案。

研究设计与技术方法
团队构建了由硫缩酮修饰的藻酸钠（tK-SA）、TiO₂和CaCl₂组成的超声响应性水凝胶（URH），内部封装PLGA（聚乳酸-羟基乙酸共聚物）纳米颗粒负载的TGF-β1 siRNA。关键技术包括：1）通过EDC/NHS活化合成tK-SA；2）利用TiO₂在M-US下产生活性氧（ROS）触发水凝胶降解；3）建立大鼠屈肌腱损伤模型评估疗效。

研究结果
URH的合成与表征
核磁共振氢谱证实tK-SA成功合成，TiO₂的掺入使水凝胶在808 nm近红外光下温度升高21.6°C，流变学测试显示储能模量达12 kPa，满足力学需求。

体外可控释放
超声处理组24小时内siRNA释放率达78%，而对照组仅17%。CCK-8实验显示材料生物相容性良好，细胞存活率>95%。

体内治疗效果
大鼠模型显示，URH+M-US组术后4周粘连评分较对照组降低62%，而肌腱最大拉力无显著差异（p>0.05），证实了治疗安全性。

结论与展望
该研究首创的URH系统通过“超声触发-ROS响应-siRNA释放”级联机制，实现了TGF-β1的时空特异性沉默。这种非侵入性治疗策略为肌腱修复提供了新范式，未来或可拓展至其他纤维化疾病治疗。研究获国家自然科学基金（82372389）等支持，相关技术已申请专利。