随着社会老龄化的不断加重，由于椎间盘退变引起的腰腿痛已成为发病率最高的疼痛性疾病之一，据报道，全球腰腿痛患病率高达12%，已造成严重社会、经济负担。目前，临床中对椎间盘退变性疾病的治疗主要以缓解症状及切除病变椎间盘为目的，尚无能够逆转椎间盘退变进程的有效手段。因此，寻找一种可以延缓甚至逆转椎间盘退变进程的椎间盘再生方法并研发相关产品具有重大的临床和科学意义。
图1 本研究示意图
近期，四川大学王云兵教授团队联合四川大学华西医院骨科孔清泉教授团队设计了一种新型的可注射智能水凝胶椎间盘内基因递送体系，该体系可以智能感知退变椎间盘髓核内炎症微环境并“因地制宜”的释放miRNA-21抑制剂（antagomir-21）纳米颗粒，后者被退变髓核细胞摄取后，从抗炎和细胞外基质（ECM）再生两方面协同实现退变髓核修复再生。在该工作中，研究团队创新性的利用氨炔点击化学构建可注射自增强水凝胶，同时合成单宁酸自组装纳米颗粒作为antagomir-21递送载体，并对表面进行巯基化处理（SH/TA NPs@ant），而后通过Micheal加成反应固定于水凝胶骨架网络中。此种水凝胶表现出良好的生物相容性、可注射性、自增强性和敏感的炎症（低pH或高ROS）响应特性，因此可以实现微创植入退变椎间盘内部、缓慢自增强成胶和智能裂解释药。此种新型的结合水凝胶和纳米递送载体的混合基因递送方法为退变椎间盘髓核内部局部基因递送策略提供了新思路，可以有效解决传统基因递送方式转运效率低、半衰期短等诸多局限，同时也有望应用于其它的局部基因递送部位。该工作以“Repair of Degenerative Nucleus Pulposus by Polyphenol Nanosphere -Encapsulated Hydrogel Gene Delivery System”为题发表在《Biomaterials》上。文章第一作者为四川大学华西医院骨科王玉主治医师，国家生物医学材料工程技术研究中心/四川大学生物医学工程学院王云兵教授和四川大学华西医院孔清泉教授为论文通讯作者。
图2 A）可注射炎症响应型水凝胶基因递送体系构建模式示意图。B-E）CMC-GMA及DA-PEG分子红外及核磁检测结果。F）水凝胶成胶及炎症响应图片。G）水凝胶SEM结果。H，I）水凝胶流变学检测结果。J-L）水凝胶延迟成胶、成胶模式及椎间盘内注射模式图。
【作者简介】
王云兵教授，国家生物医学材料工程技术研究中心主任、四川大学生物医学工程学院院长，国家有突出贡献中青年专家，国务院特殊津贴专家、国际生物材料科学与工程学会联合会Fellow，中国生物材料学会副理事长、科技部生物材料国际交流合作基地主任、教育部组织再生性生物材料科学与工程创新引智基地主任。主要从事心脑血管疾病等治疗的新型生物医用材料和微创介入医疗器械的基础研究与产品应用开发。主持开发了一系列国内、国际首创的心血管医疗器械产品并实现大规模临床应用。在此基础上，已申报国内、国际专利500多项，并在Advanced Materials、Science和Nature子刊等国际知名期刊发表论文200多篇。获教育部技术发明一等奖（2020）、 四川省科技进步一等奖（2022）和中国侨界贡献一等奖（2020）等奖项，研究成果被 Nature、麻省理工科技评论、英国经济学人等专题报道。
孔清泉教授，四川大学华西医院骨科，主任医师/教授，硕士生/博士生/博士后流动站导师；四川省医学领军人才；四川大学华西医院成办分院院长。华西医院“高原健康联合研究所”副所长；四川省医学会骨科专业委员会常委；四川省医师协会骨科分会常委；四川医院协会常委；四川省国际医学交流促进会高原医学（区域联合）专委会主任委员；四川省医学会骨科专业委员会微创学组组长；中国医药教育协会骨科规范化培训四川基地脊柱微创学组组长；中华医学会骨科分会骨康复专业委员会委员。主持国家自然科学基金项目2项，四川省科技厅重点研发项目及区域创新合作项目各1项，西藏科技厅重点研发项目1项，四川大学华西医院“1·3·5工程”交叉学科重点项目1项；作为副主编出版专著1部，参编专著、教材10部，发表论文30余篇（其中IF>10论文十余篇），获多项专利授权。作为参与人获得教育部科技进步一等奖一项。
