脊髓损伤（截瘫）是一种严重的临床疾病，传统治疗手段效果不理想，而干细胞疗法将带来新的希望。
但是脊髓损伤后，兴奋性神经递质、氧自由基等有毒物质被释放，形成局部有害微环境，不利于移植干细胞的生存。
近年来，科学家发现一种由铁离子介导的细胞死亡症状，称为铁下垂，是影响细胞疗法的关键因素。
此外，很多学者采用水凝胶携载干细胞的治疗策略，而由于脊髓的易变形和脆弱，过硬的水凝胶并不适用于治疗脊髓损伤。
为了解决上述两个难题
奥门威奥门威斯人网站注册平台首席科学家叶青松教授及温州医科大学王周光教授团队合作，研发了一种剪切减薄型的水凝胶（TPA@Laponite）携载牙髓干细胞（DPSCs）的复合生物材料，其注射性能良好，并适用于骨髓等软组织，可抑制铁下垂微环境，促进脊髓损伤的恢复。
研究结果已发表在SCI杂志《生物活性材料》（影响因子：16.8737）
本研究旨在通过剪切减薄型水凝胶携载牙髓干细胞的策略，实现多因素介导的脊髓微环境和神经再生的协调调控，促进脊髓损伤的全面恢复。
（B）剪切减薄型水凝胶照片
（C）具备良好的注射性
剪切减薄型水凝胶是一种受剪切力作用后可由凝胶状态转变为流动状态的水凝胶。由于其柔软的质地和良好的变形能力，这类水凝胶特别适合于软组织应用(如脊髓)。
此外，凝胶-溶胶转化只发生在针壁与水凝胶的界面处，保证了内部水凝胶结构的完整。由于它具有良好的生物相容性，可降解为无毒的生物可吸收矿物，因此在食品、医药和化妆品行业中得到了广泛的应用。
（H）水凝胶携载细胞三维培养后的细胞活性测定。
由于脊髓损伤引起的血管破裂，血细胞沉积在损伤部位，随着大量血细胞的死亡和分解而释放出铁离子，铁超载引起的铁下垂，导致脂质ROS合成增加、细胞死亡、突触收缩和瘢痕增生。
而剪切减薄型水凝胶在体外具有清除ROS和抑制脂质过氧化作用，并可在体内长时间停留。
本研究的学者们试图探索剪切减薄型水凝胶在体内的作用，因此用其携载牙髓干细胞（DPSCs）并注入截瘫小鼠脊髓后进行观测。
(B-E, J)水凝胶处理降低了铁离子水平，Gel + DPSC组铁离子水平低于Gel组。 (F-I, K)水凝胶处理后，神经元中脂质过氧化物水平明显下降，水凝胶与DPSCs联合作用效果更佳。 (F-I, L-M)凝胶DPSC系统抑制脂质过氧化物提高了神经元存活率，促进神经元更靠近损伤部位存活。 （A）小鼠后肢脚印对比，水凝胶加牙髓干细胞组（Gel + DPSC）步态明显改善，最接近正常组（Sham） （B）与其他受伤动物组相比，Gel + DPSC组的BMS评分更高。 （C）对小鼠的后肢运动进行了分析。脊髓损伤组（SCI）和水凝胶组（Gel）后肢关节连接线近似水平直线，下肢关节运动较少。Gel + DPSC组的后肢关节可以移动，后肢运动功能得到改善。
机制示意图
研 究 结 果 ：
本研究成功制备了剪切减薄型水凝胶（TPA@lapnoite），其具有良好的物理性能，如剪切减薄能力和注射能力，在体外具有清除ROS和抑制脂质过氧化作用，并可在体内长时间停留。
该水凝胶携载牙髓干细胞（DPSCs）后还能促进组织修复，可取得较好的治疗效果，这与牙髓干细胞的修复血管能力有关。
本治疗策略应在发病早期介入，因为铁下垂症状在脊髓损伤慢性恢复阶段几乎没有影响，然而，它在发病早期的影响极大的限制了脊髓损伤的恢复。
该策略可协同调节铁代谢，抑制铁下垂促进脊髓铁稳态的恢复。此外，这种材料可以调节突触的再生，从而减少肌肉痉挛的程度。
参考文献：
Yibo Ying, Zhiyang Huang, Yurong Tu, Qiuji Wu, Zhaoyu Li, Yifan Zhang, Huilei Yu, Annian Zeng, Hanzhi Huang, Jiahui Ye, Weiyang Ying, Min Chen, Zhiyi Feng, Ziyue Xiang, Qingsong Ye, Sipin Zhu, Zhouguang Wang,A shear-thinning, ROS-scavenging hydrogel combined with dental pulp stem cells promotes spinal cord repair by inhibiting ferroptosis,Bioactive Materials,Volume 22,2023
