MXene-壳聚糖光响应导管：无线光遗传刺激增强视神经损伤后的神经再生与功能恢复

这篇研究创新性地将W1.33C i-MXene与壳聚糖（Chitosan）结合，开发出具有光热电协同效应的生物可降解导管（WMC）。通过近红外（NIR）刺激激活L型电压门控钙通道（L-VGCC），显著促进PC12细胞神经分化，并在大鼠视神经压迫（ONC）模型中保护视网膜神经节细胞（RGC），调控神经相关蛋白（如PSD95/SYN1）表达，为中枢神经损伤修复提供了无线、非侵入性治疗新策略。

　　

Highlight

本研究通过将W_1.33C i-MXene嵌入壳聚糖水凝胶，构建了兼具光热-光电转换能力的生物活性导管（WMC）。该导管在近红外光刺激下可同步产生热效应与电信号，通过调控钙离子（Ca²⁺）通道显著促进PC12细胞的神经分化，并激活神经再生关键蛋白（如神经丝蛋白NF、突触后密度蛋白PSD95）的表达。

Materials

实验采用高纯度壳聚糖（Macklin公司）、Genipin交联剂（Sigma-Aldrich）及特异性抗体（如Tuj1、GAP-43等）。W_1.33C i-MXene通过高温烧结（1450°C）和氟化物化学蚀刻法制备，其层状结构经X射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）验证。

Synthesis and Characterization of W_1.33C i-MXene

如图1所示，W_1.33C i-MXene的合成采用元素粉末（W/Y/Al/C）按1.33:1.33:1:1比例烧结形成i-MAX相，再通过含氟溶液（LiF+HCl）选择性蚀刻去除Y/Al层，最终获得单层MXene纳米片。光电测试显示其在808nm激光下具有高达58%的光热转换效率。

Conclusion

WMC导管通过无线光刺激激活L-VGCC通路，不仅保护了视神经损伤后的RGC存活率，还显著提升视觉功能恢复。这种将MXene光电特性与壳聚糖生物相容性结合的策略，为中枢神经再生提供了可扩展的无线调控平台。