多功能水凝胶通过抗炎和血管化促进肩袖愈合：LA-CMCS-OHA复合材料的开发与应用

针对肩袖撕裂(RCTs)术后高再撕裂率和复杂愈合过程的临床难题，研究人员开发了基于乳酸(LA)、羧甲基壳聚糖(CMCS)和氧化透明质酸(OHA)的可注射自修复水凝胶LA-CMCS-OHA。该材料通过抑制NF-κB通路促进巨噬细胞M2型极化，同时增强VEGF表达促进血管新生，在大鼠模型中显著改善腱-骨再生。这项发表于《Materials Today Bio》的研究为RCTs治疗提供了兼具免疫调节与血管化功能的新型组织工程支架。

　　

肩袖撕裂(RCTs)是临床常见的肌肉骨骼疾病，其修复面临两大核心挑战：术后近50%的高再撕裂率，以及涉及炎症、增殖、重塑等多阶段的复杂愈合过程。传统治疗手段如手术修复虽能暂时恢复解剖结构，却难以调控病理微环境。尤其早期过度炎症反应和血供不足会阻碍组织再生，导致瘢痕形成和力学性能下降。如何通过材料学手段同时实现免疫调节和血管化，成为突破RCTs治疗瓶颈的关键科学问题。

针对这一挑战，宁波大学等机构的研究团队创新性地将天然代谢物乳酸(LA)与两种生物高分子——羧甲基壳聚糖(CMCS)和氧化透明质酸(OHA)结合，通过动态希夫碱反应构建了可注射的LA-CMCS-OHA水凝胶。该研究发表于《Materials Today Bio》，系统验证了该材料通过"双管齐下"的策略促进肩袖愈合：一方面抑制NF-κB通路调控巨噬细胞向抗炎的M2型极化，另一方面激活血管内皮生长因子(VEGF)信号促进新生血管形成。

研究采用多学科交叉技术方法：通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)表征材料化学结构；流变学测试评估自修复性和可注射性；建立大鼠急性RCT模型进行体内验证；结合转录组测序、Western blot、免疫荧光等技术解析NF-κB/VEGF调控机制；通过组织学染色和生物力学测试评价腱-骨再生效果。

3.1 LA-CMCS-OHA水凝胶的构建与表征
研究首先优化材料配方，发现3% CMCS组(LA-3CMCS-OHA)兼具理想的多孔结构、溶胀性能和降解动力学。FT-IR显示1376 cm^-1处特征峰证实CMCS氨基与OHA醛基通过希夫碱交联。流变学测试表明该凝胶在643.787%应变下仍保持结构稳定，且具备剪切稀化特性，可通过22G注射针头精准递送。

3.5 巨噬细胞极化调控机制
体外实验显示，水凝胶使M1标志物iNOS表达降低2.1倍，同时使M2标志物CD206和Arg-1表达提升3.8倍。转录组测序发现211个差异表达基因，KEGG分析证实NF-κB通路是关键靶点。免疫荧光显示水凝胶组NF-κB p65核转位减少50%，Western blot显示p-IκBα/IκBα和p-p65/p65比值显著下降，阐明其通过抑制IκBα磷酸化阻断NF-κB激活的分子机制。

3.7 促血管化作用验证
水凝胶使HUVECs中VEGFA蛋白表达增加2.3倍，EdU实验显示细胞增殖率提高68%。体外成管实验显示，处理5小时后血管分支点和总长度分别增加3.1倍和2.7倍。大鼠模型证实，术后14天水凝胶组新生血管密度和成熟度(α-SMA⁺CD31⁺)显著高于对照组，血管直径达对照组的1.8倍。

3.10 组织再生与力学性能
术后8周组织学分析显示，水凝胶组胶原排列规整，纤维软骨区面积增加2.2倍，粘连评分降低67%。生物力学测试表明，水凝胶组最大失效负荷(25.47±3.06 N)和刚度(14.05±2.69 N/mm)均接近正常肩袖组织，显著优于缝合组。

该研究创新性地将LA的免疫代谢调控功能与CMCS-OHA的基质模拟特性相结合，突破了传统组织工程支架功能单一的限制。其重要意义体现在三方面：临床转化方面，所用原料均为临床批准材料，且制备工艺简单；机制研究方面，首次揭示LA在RCTs修复中通过NF-κB/VEGF双通路协同作用；治疗策略方面，提出"抗炎-血管化-再生"的级联治疗理念，为其他肌腱/韧带损伤修复提供新范式。值得注意的是，研究团队对VEGF潜在副作用保持审慎态度，通过控制水凝胶7天内的快速降解实现治疗窗精准调控，这种时空控制策略为生长因子安全应用提供了借鉴。未来研究可进一步探索材料在退行性RCT模型中的效果，并开发响应性释放系统以实现更精准的免疫-血管调控。