摘要
目的
脊髓损伤(SCI)后急性炎症反应与亚急性再生障碍导致神经功能恢复困难,传统全身给药因血-脊髓屏障阻隔及药物代谢迅速难以实现时序性干预。本研究构建基于PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶的双药共递送系统,通过人参肽(GPs)的快速抗炎释放与碱性成纤维生长因子(bFGF)的缓释促再生特性,探索“急性期抗炎-亚急性期再生”的序贯治疗新策略,以突破多阶段病理进程协同调控的临床瓶颈。
方法
采用开环聚合法合成PLGA-PEG-PLGA三嵌段共聚物(核磁氢谱验证结构),通过扫描电镜表征三维多孔网络结构(孔径50-100 μm),流变学分析证实其37℃生理温度下发生溶胶-凝胶转变。体外释放实验测定双药动力学特性,CCK-8及溶血实验评估生物相容性。建立L-谷氨酸(30 mM)诱导PC12细胞氧化损伤模型,评价GPs(0.6 mg/mL)的神经保护作用及bFGF(0.5 μg/mL)促增殖效应。通过改良Allen打击法建立SD大鼠T10节段脊髓挫伤模型,随机分为假手术组、模型组(PBS)、单纯水凝胶组、GPs单药组、bFGF单药组及双药共载组(n=12)。术后局部注射载药水凝胶(50 μL),8周内通过双盲BBB评分评估运动功能恢复,结合HE染色、LFB髓鞘染色及免疫荧光(GFAP/Iba-1/NF200)分析组织病理学改变与分子机制。
结果
材料表征显示PLGA-PEG-PLGA水凝胶具有优异的温敏特性(25 wt%浓度下37℃成胶)及生物相容性(溶血率4.37±0.39%,细胞存活率>95%)。体外释放实验证实时序控释特性:GPs在24小时内快速释放47.0±1.63%,有效应对急性炎症;bFGF缓释15天累积达77.57±2.22%,覆盖亚急性修复期。在L-谷氨酸损伤的PC12细胞模型中,GPs预处理显著提升细胞存活率至74.80±0.76%(vs 模型组72.20±0.55%,P<0.01),并抑制TNF-α表达(P<0.001)。动物实验表明,双药共载组术后第8周BBB评分达11分,显著优于模型组及单药组。组织学分析显示:双药组损伤区囊腔面积较模型组减少(HE染色,P<0.001),LFB染色证实髓鞘完整性评分提升,尼氏体数量得到恢复。分子机制研究表明,双药组Iba-1⁺活化小胶质细胞密度降低(P<0.001),胶质瘢痕标志物GFAP表达下降(P<0.01),同时轴突再生标志物NF200⁺纤维密度增加(P<0.001)。主要脏器HE染色未见病理性损伤。(动物实验方案经过吉林大学第一医院动物伦理委员会审批(20210062))。
结论
本研究成功构建具有时序控释功能的PLGA-PEG-PLGA温敏水凝胶递送系统,实现GPs急性期快速抗炎(抑制NF-κB/TNF-α通路)与bFGF亚急性期缓释促再生(激活PI3K/Akt轴)的协同效应。双药共载通过打破“炎症-再生抑制”恶性循环,显著促进脊髓损伤后运动功能恢复(BBB评分提升)及组织结构重建(囊腔面积减少)。该体系兼具可注射性(室温溶胶态)、生物降解性(28天降解90%)及临床转化潜力(FDA批准材料),为时序性调控SCI微环境提供了新策略。
