仿生水凝胶神经治疗递送系统:整合抗氧化、细胞活性与组织黏附特性协同促进脑软组织损伤修复

时间:2025年10月14日
来源:Reaction Chemistry & Engineering

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本研究针对脑损伤修复中神经再生难题,开发了基于生物活性硫酸化多糖与两性离子聚合物的仿生水凝胶递送系统。该材料通过共聚技术构建网络结构,负载神经保护剂citicoline,展现出165±0.19%的RD细胞存活率、39.82±1.65%的DPPH自由基清除能力和75±4.00 mN的黏膜黏附力,实现了药物在脑脊液中的非费克式缓释。该协同策略为脑损伤治疗提供了兼具抗氧化、促黏附与神经再生的多功能平台。

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脑研究领域的最新进展展现了技术与生物学的深度融合,推动了针对复杂神经系统疾病的有效治疗化合物及其靶向递送系统的开发。这些创新疗法作为新型诊断与治疗平台,在脑损伤背景下可向大脑及软组织定向递送药物(DD),旨在提升药物渗透与靶向能力,同时增强疗效并降低全身毒性。
本研究的创新之处在于通过共聚技术,利用生物活性硫酸化多糖和两性离子聚合物构建水凝胶网络结构,用于在神经损伤部位递送神经保护兼神经修复剂citicoline。研究人员系统评估了水凝胶的生物相容性、蛋白质吸附、抗氧化性、黏膜黏附性、药物释放行为以及对横纹肌肉瘤(RD)细胞的活力影响。结果表明,水凝胶能支持RD细胞达到165±0.19%的存活率,并促进细胞黏附与增殖,证实其与哺乳动物细胞的高度相容性。DPPH(二苯代苦味酰基)自由基清除实验显示材料具有39.82±1.65%的清除率,凸显其强大的内在抗氧化潜力,可有效中和神经损伤部位的氧化应激。材料的黏膜黏附力达75±4.00 mN,这一特性有利于在黏膜表面稳定附着,并在神经再生过程中辅助细胞定位与排列。
负载citicoline的脑部药物递送载体在模拟脑脊液中呈现持续释放模式,释放行为符合非费克(non-Fickian)扩散机制,其动力学过程最适配Hixson–Crowell模型。材料的结构与性质通过场发射扫描电镜(FESEM)、能量色散X射线光谱(EDAX)、原子力显微镜(AFM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振碳谱(13C-NMR)及X射线衍射(XRD)等技术进行了系统表征。
总体而言,本研究提出的脑损伤协同治疗策略通过功能材料递送生物活性神经再生剂,不仅实现了治疗分子向神经损伤部位的精准输送,其固有的抗氧化、止血特性、非细胞毒性以及促进细胞存活的能力,也有望显著增强脑损伤后的神经修复进程。

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