一种基于Mg-Zn掺杂双层生物活性玻璃的、具有时空适应性的金属离子输送系统，用于脊髓损伤修复

《Journal of Nanobiotechnology》：Temporal and spatial-adapted metal ions delivery system for spinal cord injury repair with Mg-Zn-doped bilayer bioactive glasses

　　

摘要

在临床实践中，离子补充疗法在脊髓损伤（SCI）的修复中展现了出色的疗效。然而，由于SCI后离子失衡的时空动态特性，针对SCI修复的靶向、阶段性适应的离子补充策略仍然具有挑战性。为了解决这一问题，研究人员开发了一种时空适应性调节的金属离子输送系统——掺镁锌的双层生物活性玻璃（Mg-Zn/BGs）。该材料的直径约为125纳米，由Mg/BGs外壳和Zn/BGs内核组成。Mg-Zn/BGs的核壳结构能够在SCI病理过程中实现Mg²⁺/Zn²⁺的阶段性持续释放。早期释放的Mg²⁺通过促进巨噬细胞向M2型极化来减轻巨噬细胞引发的炎症，进而抑制疤痕形成，从而为后续的神经再生创造有利的环境。后期释放的Zn²⁺有效促进了神经细胞的增殖和再生，同时伴随着轴突再生和髓鞘重建，使得SCI小鼠的行为恢复显著。本研究强调了金属离子在SCI恢复不同阶段的关键调节作用，展示了能够实现阶段性优化离子释放的核壳结构输送平台的开发。这种工程化的Mg-Zn/BGs有效弥合了炎症调节与神经组织再生之间的治疗空白，通过其双相离子协调机制为SCI治疗提供了潜在的解决方案。

图形摘要

此图片的替代文本可能是由AI生成的。

在临床实践中，离子补充疗法在脊髓损伤（SCI）的修复中展现了出色的疗效。然而，由于SCI后离子失衡的时空动态特性，针对SCI修复的靶向、阶段性适应的离子补充策略仍然具有挑战性。为了解决这一问题，研究人员开发了一种时空适应性调节的金属离子输送系统——掺镁锌的双层生物活性玻璃（Mg-Zn/BGs）。该材料的直径约为125纳米，由Mg/BGs外壳和Zn/BGs内核组成。Mg-Zn/BGs的核壳结构能够在SCI病理过程中实现Mg²⁺/Zn²⁺的阶段性持续释放。早期释放的Mg²⁺通过促进巨噬细胞向M2型极化来减轻巨噬细胞引发的炎症，进而抑制疤痕形成，从而为后续的神经再生创造有利的环境。后期释放的Zn²⁺有效促进了神经细胞的增殖和再生，同时伴随着轴突再生和髓鞘重建，使得SCI小鼠的行为恢复显著。本研究强调了金属离子在SCI恢复不同阶段的关键调节作用，展示了能够实现阶段性优化离子释放的核壳结构输送平台的开发。这种工程化的Mg-Zn/BGs有效弥合了炎症调节与神经组织再生之间的治疗空白，通过其双相离子协调机制为SCI治疗提供了潜在的解决方案。

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