一种智能的纳米工程PLGA@IGF-1水凝胶，通过IGF-1R/AKT信号通路实现程序化的免疫调控和肌腱再生

《Journal of Nanobiotechnology》：An intelligent nano-engineered PLGA@IGF-1 hydrogel for programmed immune modulation and tendon regeneration via IGF-1R/AKT signaling

　　

摘要

肌腱修复仍然是一个重大的临床挑战，主要是因为目前的策略往往无法同时实现早期的炎症控制和随后的基质重塑。为了解决这个问题，我们开发了一种具有动态响应性的纳米水凝胶CAPP@IGF-1，它由3-羧基苯基硼酸修饰的壳聚糖、聚乙烯醇以及负载IGF-1的PLGA微球组成，这些成分通过苯基硼酸酯交联结合在一起。该水凝胶表现出良好的自修复性能，并且具有优良的机械性能：弹性模量为4.5 MPa，韧性为15.3 MJ/m3，这使得它能够在肌腱修复的复杂动态条件下保持局部结构稳定性。在酸性的炎症微环境中，CAPP@IGF-1能够可控地释放IGF-1，并激活IGF-1R/AKT信号通路，从而显著促进巨噬细胞从促炎状态（M1状态）转变为促修复状态（M2状态）。这一过程伴随着IL-6、IL-2和TNF-α的抑制以及IL-10的上调，从而建立了有利于修复的局部免疫微环境。在此基础上，该水凝胶进一步促进了肌腱干细胞/前体细胞的迁移、增殖、细胞外基质的重塑以及更有序的胶原沉积。在兔子肌腱损伤模型中，CAPP@IGF-1显著减少了肌腱周围的黏附现象，并提高了修复后肌腱的机械性能。总体而言，CAPP@IGF-1通过动态交联网络、优良的机械性能和智能的IGF-1释放机制，在肌腱修复的不同阶段发挥了特定的干预作用。本研究展示了利用材料设计将炎症微环境调控与组织再生联系起来的可行性，为复杂肌腱损伤的精准修复提供了新的战略基础。

图形摘要

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