可降解抗肿胀肽基超分子水凝胶通过消除ROS和抑制炎症促进急性脊髓损伤修复

本研究针对急性脊髓损伤(SCI)修复中的氧化应激和炎症反应问题，开发了一种新型可生物降解抗肿胀肽基超分子水凝胶。该材料通过消除活性氧(ROS)和抑制炎症因子，显著改善了损伤微环境，为脊髓损伤修复提供了创新治疗策略。研究采用ELISA、qPCR和动物模型验证了材料的生物相容性和治疗效果，其双重作用机制为临床转化奠定基础。

　　

脊髓损伤(SCI)是导致永久性残疾的毁灭性创伤，其病理过程涉及复杂的级联反应，其中氧化应激和炎症反应是阻碍神经再生的两大关键障碍。活性氧(ROS)的过度积累会引发脂质过氧化和细胞凋亡，而持续的炎症反应则形成抑制再生的微环境。尽管已有多种生物材料被用于SCI治疗，但如何同时解决ROS清除和炎症控制这一对"孪生难题"，仍是当前研究的瓶颈。传统材料往往面临生物相容性差、降解产物有毒、机械性能不足等问题，更难以实现多效协同治疗。

针对这一挑战，Ziyuan Wang团队创新性地设计了一种基于肽的自组装超分子水凝胶系统。这种材料具有独特的氨基酸序列，能够通过分子间作用力形成三维网络结构。研究人员通过核磁共振(NMR)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了材料的结构特征，采用动态光散射(DLS)分析其自组装行为。体外实验使用PC12细胞系评估生物相容性，通过2',7'-二氯二氢荧光素二乙酸酯(DCFH-DA)探针检测ROS清除效率。建立大鼠脊髓挫伤模型进行体内评价，采用Basso-Beattie-Bresnahan(BBB)评分评估运动功能恢复，免疫荧光染色分析炎症因子表达。

材料表征结果显示，该肽基水凝胶具有可调控的孔隙率和机械强度，其储能模量(G')在生理条件下保持稳定。体外实验证实材料能有效清除羟基自由基(·OH)和超氧阴离子(O₂^-)，清除率分别达到78.3%和65.7%。qPCR分析显示水凝胶显著下调肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和白介素-6(IL-6)的mRNA表达水平。在大鼠模型中，治疗组BBB评分较对照组提高2.5倍，免疫组化显示CD68⁺巨噬细胞浸润减少43.2%。

机制研究表明，该水凝胶通过模拟超氧化物歧化酶(SOD)的活性位点实现ROS清除，同时其表面负电荷选择性吸附促炎因子。这种双重作用有效阻断了ROS-炎症恶性循环，为轴突再生创造了有利微环境。材料在4周内完全降解，未观察到明显肿胀或组织压迫，证实了其良好的生物相容性和安全性。

该研究发表在《ACTA ICHTHYOLOGICA ET PISCATORIA》上，为解决脊髓损伤治疗中的关键难题提供了创新思路。相比单一功能材料，这种集成设计展现出显著的协同效应，其模块化肽序列也为性能优化提供了可能。未来通过调整氨基酸组成或结合生长因子递送，可进一步拓展其治疗潜力。这项工作的科学价值在于阐明材料-生物界面相互作用的分子机制，其临床意义则体现在为开发下一代神经修复材料提供了理论依据和技术储备。特别值得注意的是，材料抗肿胀特性的实现避免了二次损伤风险，这一设计考量充分体现了转化医学思维。