伴有腰痛的椎间盘退变（IVDD）是全球公共卫生面临的挑战之一。目前的临床治疗方法均旨在缓解疼痛症状，而在干预细胞外基质（ECM）代谢和炎症级联反应方面的效果有限，因此无法完全阻止IVDD的进展。

  近期，复旦大学高分子科学系俞麟教授团队发展了一种可注射的热疗水凝胶治疗平台用于干预IVDD的进展（图1）。

  该治疗平台采用metoxy PEG-block-poly(L-alanine)(PEA)嵌段共聚物所形成的温敏水凝胶来负载介孔聚多巴胺（mPDA）纳米粒子，在微创注射后，可以精准对椎间盘（IVD）部位进行多次温和的光热疗。引入的mPDA纳米粒子发挥了双重的治疗益处——高效的光热转化和强有利的活性氧（ROS）清除效果，同时，水凝胶基质能在IVD内长期保留，从而在单次注射后实现了对病灶部位持续的热疗干预。该治疗平台不仅缓解了IVDD进程中非特异性疼痛症状，还干预了IVDD的核心病理进程，起到“治标治本”的作用。

  该工作以“Polydopamine-Mediated Thermotherapy Hydrogel for Disc Degeneration Inhibition via Modulating Inflammation and Extracellular Matrix Metabolism”为题发表在《Advanced Functional Materials》上。文章第一作者是复旦大学高分子系的陈志勇博士研究生。该研究得到国家自然科学基金和上海自然科学基金的支持。

图1. 热疗水凝胶治疗平台干预IVDD进展的示意图。

  所合成的PEA聚合物在水中具有温敏特性，其水溶液在升温后能够发生溶胶-凝胶的相转变。负载mPDA纳米粒子的热疗水凝胶能够在15分钟内轻松完成制备，并且热疗水凝胶在凝胶状态下也表现出良好的可注射性，而这归功于体系剪切变稀的性能。在大鼠IVDD模型中，一次注射热疗水凝胶到IVD部位后，实施了多次精准的温和热疗。影像学评估和机械痛敏试验结果显示，热疗水凝胶的微创注射结合mPDA纳米粒子介导的多次温和热疗不仅抑制了IVDD的进展，还缓解了IVD的非特异性疼痛症状（图2）。

图2. 热疗水凝胶治疗平台体内干预IVDD进展和缓解疼痛的效果。

  转录组结果分析显示，mPDA纳米粒子的引入加上其介导的多次温和光热疗对于炎性环境下的髓核细胞（NPCs）发挥了双重干预作用，不仅能通过上调热休克蛋白（HSPs）来干预ECM的合成代谢，还能通过清除ROS来下调IL-17和TNF炎性信号通路，从而干预ECM的降解代谢（图3）。

图3. 热疗水凝胶治疗平台干预IVDD进展的作用机制研究。

  进一步地，对IVD样本进行了生物力学功能的评价。结果显示，在Untreated组中，随着退变的进展，IVD最初良好的组织结构被破坏，导致轴向中性区扩大，椎间盘的轴向活动范围（ROM）增加（图4）。相反，热疗水凝胶治疗平台干预后的IVD样本的ROM和中性区长度均维持与Sham组别一致，并且显著优于Untreated组。

  总之，通过热疗水凝胶治疗平台的干预显著减少了IVD高度的损失，减少了ECM降解，减轻了炎症反应，抑制了NPCs凋亡，缓解了非特异性疼痛，并保持了IVD的生物力学功能。该热疗水凝胶治疗平台为退行性肌肉骨骼疾病的管理提供了一种有前景的微创治疗策略。

图4. 热疗水凝胶治疗平台对于IVD生物力学功能的维持作用。

  该工作是团队近期基于PEG-聚氨基酸可注射温敏水凝胶设计的又一生物医学应用的场景。可注射的PEG-聚氨基酸温敏水凝胶具有良好的生物相容性和多样的分子设计，受到了越来越多的关注。在过去的三年中，该团队对于PEG-聚氨基酸温敏水凝胶进行了系统的评估，包含了灭菌方法、储存稳定性及体内降解性能的研究（Acta Biomater. 2025,205,346）。基于此，该类材料在颅骨修复（Adv. Funct. Mater. 2023,33,202211664）、抗肿瘤（Bioact. Mater. 2024,29,336）、血管栓塞（Bioact. Mater. 2025,53,141）等领域展现出良好的应用前景。此外，该团队也发展了基于PEG-聚酯温敏水凝胶的生物医疗应用（Nat. Commun. 2026,17,866, Biomaterials 2023,298,122139, Adv. Funct. Mater. 2022,32,2206554）。

  原文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.75064