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  近期，天津大學劉文廣教授團隊和天津大學天津醫院楊強主任醫師團隊聯合發表研究論文：A Nucleobase-Driven Self-Gelled Hyaluronic Acid-Based Injectable Adhesive Hydrogel Enhances Intervertebral Disc Repair。該研究將核酸堿基引入透明質酸側鏈，在核酸堿基之間氫鍵作用的驅動下自發形成一種兼具“組織黏附性”、“良好水化能力”和“適當力學性能”的可注射水凝膠。進一步將MnO₂納米粒子引入其中，作為干細胞遞送體系用于促進髓核再生，增強退變性椎間盤的治療效果（圖1）。該體系同時實現“植入初期改善椎間盤生物力學功能”和“改善炎癥及氧化應激微環境，促進髓核再生”，為治療椎間盤退變提供了一種新的選擇。

  椎間盤(IVD)主要由髓核、纖維環和軟骨終板形成，在維持人體站立、跳躍和彎曲等運動的穩定性方面發揮著不可或缺的作用。其中，髓核(NP)主要發揮緩沖應力和維持脊柱柔韌性的作用。然而，久坐或年齡増長以及運動損傷均可能導致椎間盤退變(IVDD)，俗稱腰痛，嚴重影響人們的生活質量。在臨床上，通常使用椎間盤切除術或腰椎融合術來治療IVDD，然而這可能會影響IVD的正常功能，并導致各種術后并發癥。因此，在椎間盤切除術后恢復其生物力學功能并促進NP組織再生至關重要。

  透明質酸（HA）因其良好的水化能力被廣泛應用在髓核再生的研究中。據報道，透明質酸溶液負載間充質干細胞治療IVDD的研究已經進入二期臨床試驗。然而，透明質酸溶液不利于將細胞穩定保留在預期部位，并且有可能會造成細胞滲漏，導致骨贅的形成。因此，開發一種具有良好的細胞相容性，可注射性，黏附性能的透明質酸水凝膠有望進一步增強細胞療法促進髓核再生的效果。

  在自然界中，堿基廣泛存在于脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)中，并作為氫鍵的受體和供體，形成較強的氫鍵相互作用。受堿基間氫鍵的啟發，天津大學劉文廣教授團隊將核酸堿基（胸腺嘧啶-1-乙酸）引入透明質酸側鏈，制備了一種胸腺嘧啶改性透明質酸（HAT）。值得注意的是，在溶于水后，HAT之間的氫鍵作用驅動其自發形成水凝膠，無需任何外加刺激或添加劑（圖2）。作為氫鍵驅動的物理凝膠，HAT具有良好的水化能力（與25歲成年人髓核的水化能力相當）、剪切變稀行為、適當的力學性能和自愈合性能 （圖3）。HAT凝膠之間的多重物理相互作用如氫鍵，π-π堆積，疏水相互作用等也賦予了凝膠一定的組織黏附性。以上性能使HAT凝膠可作為一種干細胞遞送體系，通過微創方式將間充質干細胞（MSCs）無損注射到髓核部位。一方面，改善椎間盤的生物力學功能（壓縮失效應力和應力松弛能力）；另一方面，粘結破碎的髓核組織，并使外源性干細胞牢固地保留在髓核部位，防止細胞在運動過程中被擠出椎間盤從而造成骨贅的發生，加速椎間盤退變（圖4）。

圖1. HATMn-MSCs凝膠用于增強IVDD治療的示意圖

圖5. （a）動物實驗流程圖；（b）大鼠尾椎的T2核磁圖像及pfirrmann評分；（c）不同時間點的大鼠尾椎CT掃描重建結果

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202401232