浙江大学高建青教授团队：抗氧化功能性水凝胶用于脊髓损伤的治疗
The following article is from RSC英国皇家化学会 Author 张羽
来源：RSC英国皇家化学会
作者：张羽
脊髓损伤（Spinal cord injury，SCI）是一种非常严重的中枢神经系统疾病。因脊髓具有反射和传导的功能，一旦发生损伤，往往会造成损伤节段以下肢体的功能性障碍，甚至导致瘫痪。正如霍金是肌萎缩性脊髓侧索硬化症的代表性患者一样，SCI 的众多患者中也有我们熟悉的身影，比如超人的扮演者克里斯托弗-里夫。超人在 1995 年的马术比赛中摔伤而导致高位截瘫，在之后的 9 年中，瘫痪的症状没有丝毫恢复，最后因严重感染引发的心脏病去世，而这在 SCI 的患者中也是经常发生的事情。对于拥有优越医疗条件的名人尚且如此， SCI 为普通家庭带来的痛苦更是可见一斑。对于大多数 SCI 患者，能从轮椅上重新站起来，无疑是美好的梦想和奢望。
对于 SCI 的治疗，目前临床上的治疗手段,包括手术干预、药物治疗、高压氧疗法以及康复疗法等，仍然局限于相关并发症的缓解和后期的康复训练，无法实现有效的神经再生与运动功能恢复。而 SCI 难以治疗的原因主要在于损伤后复杂的病理变化会形成不利于神经再生的微环境，同时神经组织自身的恢复能力又极为有限。近些年来，组织工程学的发展为 SCI 的治疗带来了希望。在损伤局部缺乏细胞外基质的情况下，植入生物相容性材料是一种富有前景的桥连受损神经组织的方法。同时，损伤区域的组织长期处于伴随剧烈氧化应激和炎症反应的状态，活性氧种类的增加会持续地损伤周围的神经组织。因此，如何合理而有效地输送抗氧化剂与生物相容性材料对于 SCI 的治疗一直是个挑战。
英国皇家化学会材料类期刊 Biomaterials Science 最近发表了浙江大学高建青教授团队的一项研究成果。该论文构建了一种修饰抗氧化剂化合物 2,2,6,6- 四甲基哌啶氮氧化物（2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy，TEMPO）的功能化新型透明质酸水凝胶，通过抗氧化调节及细胞外基质的补充实现 SCI 后局部病理微环境的调控和神经组织的修复再生（图 1）。其中，TEMPO 首先通过氨基与经醛基修饰后的透明质酸链发生席夫碱反应被束缚在透明质酸链上，之后该透明质酸链通过部分残留的醛基与经己二酸二酰肼修饰的透明质酸链反应从而实现功能性水凝胶的构建（图 2）。该功能性水凝胶在体外模拟的过氧化微环境中表现出明显的抗氧化作用，在体内植入后可显著促进脊髓横断后大鼠的运动功能恢复（图 3）。同时，应用该功能性水凝胶进行治疗可以有效地保护膀胱组织免受神经源性损害，而泌尿系统的损伤往往是临床上 SCI 患者的主要致死因素之一。综上，该抗氧化功能性水凝胶提供了一种富有潜力的治疗策略，即通过功能化水凝胶的递送以实现 SCI 后病理微环境的综合调控以及神经组织的再生修复。
图 1. 抗氧化功能性 TEMPO 水凝胶用于 伤治疗的研究。
图 2. 抗氧化功能性 TEMPO 水凝胶的合成原理。
图 3. SCI 后大鼠运动功能的恢复情况。（A）SCI 模型示意图；（B）运动功能 BBB 评分结果；（C）各组大鼠体重变化情况
该研究的通讯作者，浙江大学高建青教授团队近年来一直致力于中枢神经损伤后的再生修复研究，成果相继发表在 Adv Mater、Adv Funct Mater、ACS Nano、J Control Rel、Biomaterials、ACS Applied Materials & Interfaces、InternationalJournal of Pharmaceutics 等期刊上，最新发表在 ACS Nano 上的研究通过在负载 MnO2 纳米粒的多功能肽修饰水凝胶中移植间充质干细胞，在严重型大鼠脊髓全切横断模型上产生显著的运动功能恢复，并诱导干细胞在体内的分化，促进脊髓组织的高效再生，为以干细胞与微环境调节为基础的中枢神经系统疾病治疗提供了一种有前景的治疗策略。目前，高建青教授课题组正在国家重点研发计划的支持下，与临床展开合作，进行大动物疗效评价。
论文链接：
http://dx.doi.org/10.1039/C9BM01530B
相关进展
中科院戴建武再生医学团队：调控免疫微环境的水凝胶促进全横断脊髓神经损伤再生修复
中科院化学所吴德成研究员课题组和解放军总医院唐佩福教授课题组合作开发新型聚乙二醇基水凝胶用于创伤性脏器损伤的止血封闭
浙大欧阳宏伟教授与华理朱麟勇教授《Nat. Commun.》研发能够在数秒内完全止住大动脉损伤和心脏穿透伤大出血的仿生水凝胶材料
免责声明：部分资料来源于网络，转载的目的在于传递更多信息及分享，并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成其他建议。仅提供交流平台，不为其版权负责。如涉及侵权，请联系我们及时修改或删除。邮箱：info@polymer.cn
诚邀投稿
欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至info@polymer.cn，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。
欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。
申请入群，请先加审核微信号PolymerChina（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。
点
这里“阅读原文”，查看更多