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西安交大《Adv. Mater.》:血管新生的“接力赛”—温敏脂质体水凝胶实现血管新生“力-化”信号按时接棒
2026-08-19  来源:高分子科技

  缺血造成的微血管损伤会持续影响组织功能,而现有临床干预更多关注大血管血流恢复,对微血管网络重建的关注相对不足。恢复主干血流只是缺血修复的重要一步,进一步促进新生微血管网络形成,并使其逐渐成熟、稳定,对于恢复组织灌注和长期功能同样重要。


  生理性血管生成受到一系列时序性信号的级联调控。早期,血管内皮生长因子、内皮细胞力学感受等信号促进内皮细胞活化、出芽和迁移;随后,血小板源生长因子(PDGF)等信号进一步募集周细胞等血管壁细胞,促进新生血管成熟和稳定。然而,现有多因子生物材料递送多依赖共同负载、被动扩散或外源刺激,难以与微血管网络由形成向成熟推进的动态过程相匹配。如果把微血管再生比作一场接力赛,不仅要考虑给什么,还要解决一个同样重要的问题——“什么时候给?


  2026年8月17日,国际权威材料学期刊《Advanced Materials》刊登了西安交通大学魏钊教授、徐峰教授题为“Thermosensitive Liposome-Loaded Hydrogels Enable Mechano-Chemical Cascade Therapy for Promoting Angiogenesis”的研究成果。该研究将目光从单纯恢复大血管血流进一步深入到缺血组织内部的微血管再生,构建了一种能够响应缺血组织温度变化的热敏脂质体负载水凝胶。随着组织由缺血低温逐渐进入修复阶段,材料可依次释放促进血管形成和血管成熟的不同信号,让微血管修复从同时给药转向按顺序接力,为缺血组织功能性微血管网络重建提供了新的生物材料设计思路。


谁来决定什么时候接棒?答案藏在缺血组织自发的温度恢复


  研究人员注意到,缺血组织在修复过程中本身存在一个可以利用的动态物理信号温度。严重缺血后,局部灌注下降,组织温度随之降低;随着血流逐渐恢复,局部温度又会逐步升高。


  基于这一变化,研究团队构建了热敏脂质体负载的GP-TSL水凝胶体系。其中,TRPV4激动剂GSK1016790A分布于水凝胶网络中,促进血管成熟和稳定的PDGF-BB则被包载于热敏脂质体内部。研究设计的热敏脂质体相变温度约为35.6 ℃,与缺血组织修复过程中的温度恢复范围相匹配。



1. 负载温敏脂质体的水凝胶体系设计及其响应缺血组织内源性温度变化实现级联释放的示意图。


  在缺血早期,GSK1016790A首先释放,通过激活TRPV4介导的内皮细胞机械感知相关信号,促进内皮细胞活化和血管出芽;随着组织灌注改善、局部温度升高至热敏脂质体响应范围,PDGF-BB进一步释放,促进周细胞和血管平滑肌细胞募集以及新生血管成熟和稳定。由此,缺血组织自身的温度变化被转化为控制治疗信号释放时机的内源性触发信号,实现先促进血管形成,再促进血管成熟的时序级联调控。


顺序接棒,让新生血管长得更稳


  体外实验进一步验证了这种时序调控的作用。内皮细胞成管实验显示,同时刺激和顺序刺激在早期均可促进网络形成,但随着培养时间延长,同时刺激组的网络逐渐退化,而顺序刺激组仍能够维持更加连续、稳定的网络结构。主动脉环组织培养实验也表明,顺序刺激能够形成更多、更长且更加连续的内皮细胞血管芽。



2. 体外内皮细胞成管与主动脉环实验验证顺序刺激较同时刺激更有利于血管形成与稳定。


  在小鼠严重肢体缺血模型中,热适应性级联治疗进一步促进了缺血肢体血流恢复、血管生成和血管成熟。治疗21天后,级联治疗组血流灌注恢复达到91.5%,高于同时释放组的78.9%,并改善了缺血肢体功能和肌肉组织修复。这些结果表明,相比同时释放不同治疗信号,使其按照血管形成和成熟的不同阶段依次发挥作用,更有利于形成稳定的新生血管并促进组织修复。



3. 热适应性力-化学级联治疗促进缺血肢体血流恢复和组织修复


控制释放走向与组织修复进程相匹配的自适应调控


  这项工作的核心并不仅是将两种治疗因子装入同一种水凝胶,而是利用缺血组织自身不断变化的温度作为触发信号,使不同治疗信号与组织所处的修复阶段相匹配。该策略将内源性物理变化转化为治疗时序的调控依据,为构建能够感知疾病进程并自主调节治疗行为的智能生物材料提供了新的方向。



4. 热敏脂质体负载水凝胶响应缺血组织内源性温度变化,实现力-化学信号时序递送并促进血管形成、成熟及缺血组织修复。图片来源:Advanced Materials


  参考文献链接:https://doi.org/10.1002/adma.74671


  下载:论文原文。

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(责任编辑:xu)
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