填充手性聚氨基酸水凝胶的对齐纤维神经导管，用于通过免疫调节驱动的外周神经损伤修复

《Advanced Fiber Materials》：Aligned Fiber Nerve Conduit Filled with Chiral Poly(Amino Acid) Hydrogel for Immunomodulation-Driven Repair of Peripheral Nerve Injury

周围神经损伤修复中，基于电纺聚乳酸-羟基乙酸纤维管与氨基酸水凝胶复合导管的创新设计，通过调控免疫微环境及巨噬细胞向M2表型极化，显著促进轴突再髓鞘化和运动功能恢复，其作用机制涉及PI3K/Akt信号通路激活。

　　

摘要

长段周围神经损伤（PNI）常常导致持续的功能障碍，这是由于神经再生能力有限以及功能恢复不佳所致。神经导管作为一种有前景的策略，已被用于促进神经再生，尤其是那些能够调节免疫微环境并引导巨噬细胞极化的导管。在本研究中，设计了一种先进的神经导管，其外层由排列整齐的电纺聚（乳酸-羟基乙酸）纤维构成，内层为手性聚（氨基酸）水凝胶，旨在通过诱导巨噬细胞向M2表型极化来促进PNI的修复。这些手性水凝胶是通过将聚（L-赖氨酸）或聚（D-赖氨酸）与聚（L-谷氨酸）结合制备而成的，分别得到P_L-赖氨酸+P_L-谷氨酸和P_D-赖氨酸+P_L-谷氨酸两种配方。这两种水凝胶分别使M2型巨噬细胞与M1型巨噬细胞的比例增加了0.85和1.03，并显著改善了患有坐骨神经损伤的大鼠模型的运动功能恢复和轴突髓鞘再生情况。值得注意的是，填充有P_D-赖氨酸+P_L-谷氨酸的水凝胶导管所实现的复合肌肉动作电位为（19.82 ± 1.30）mV，坐骨神经功能指数为（-55.47 ± 3.56），髓鞘厚度为（0.96 ± 0.12）μm——这些指标与自体移植组的结果相当。转录组分析显示，这种手性水凝胶能够增强对细胞外基质的识别，并促进局部黏附的形成，从而通过激活PI3K/Akt信号通路来促进髓鞘形成。总之，含有手性聚（氨基酸）水凝胶的排列整齐的纤维神经导管在长段PNI的治疗中显示出强大的免疫调节和功能恢复潜力。

图形摘要

长段周围神经损伤（PNI）常常导致持续的功能障碍，这是由于神经再生能力有限以及功能恢复不佳所致。神经导管作为一种有前景的策略，已被用于促进神经再生，尤其是那些能够调节免疫微环境并引导巨噬细胞极化的导管。在本研究中，设计了一种先进的神经导管，其外层由排列整齐的电纺聚（乳酸-羟基乙酸）纤维构成，内层为手性聚（氨基酸）水凝胶，旨在通过诱导巨噬细胞向M2表型极化来促进PNI的修复。这些手性水凝胶是通过将聚（L-赖氨酸）或聚（D-赖氨酸）与聚（L-谷氨酸）结合制备而成的，分别得到P_L-赖氨酸+P_L-谷氨酸和P_D-赖氨酸+P_L-谷氨酸两种配方。这两种水凝胶分别使M2型巨噬细胞与M1型巨噬细胞的比例增加了0.85和1.03，并显著改善了患有坐骨神经损伤的大鼠模型的运动功能恢复和轴突髓鞘再生情况。值得注意的是，填充有P_D-赖氨酸+P_L-谷氨酸的水凝胶导管所实现的复合肌肉动作电位为（19.82 ± 1.30）mV，坐骨神经功能指数为（-55.47 ± 3.56），髓鞘厚度为（0.96 ± 0.12）μm——这些指标与自体移植组的结果相当。转录组分析显示，这种手性水凝胶能够增强对细胞外基质的识别，并促进局部黏附的形成，从而通过激活PI3K/Akt信号通路来促进髓鞘形成。总之，含有手性聚（氨基酸）水凝胶的排列整齐的纤维神经导管在长段PNI的治疗中显示出强大的免疫调节和功能恢复潜力。

图形摘要