近期，天津大学刘文广教授团队和天津大学天津医院杨强主任医师团队联合发表研究论文：A Nucleobase-Driven Self-Gelled Hyaluronic Acid-Based Injectable Adhesive Hydrogel Enhances Intervertebral Disc Repair。该研究将核酸碱基引入透明质酸侧链，在核酸碱基之间氢键作用的驱动下自发形成一种兼具“组织黏附性”、“良好水化能力”和“适当力学性能”的可注射水凝胶。进一步将MnO₂纳米粒子引入其中，作为干细胞递送体系用于促进髓核再生，增强退变性椎间盘的治疗效果（图1）。该体系同时实现“植入初期改善椎间盘生物力学功能”和“改善炎症及氧化应激微环境，促进髓核再生”，为治疗椎间盘退变提供了一种新的选择。

  椎间盘(IVD)主要由髓核、纤维环和软骨终板形成，在维持人体站立、跳跃和弯曲等运动的稳定性方面发挥着不可或缺的作用。其中，髓核(NP)主要发挥缓冲应力和维持脊柱柔韧性的作用。然而，久坐或年龄増长以及运动损伤均可能导致椎间盘退变(IVDD)，俗称腰痛，严重影响人们的生活质量。在临床上，通常使用椎间盘切除术或腰椎融合术来治疗IVDD，然而这可能会影响IVD的正常功能，并导致各种术后并发症。因此，在椎间盘切除术后恢复其生物力学功能并促进NP组织再生至关重要。

  透明质酸（HA）因其良好的水化能力被广泛应用在髓核再生的研究中。据报道，透明质酸溶液负载间充质干细胞治疗IVDD的研究已经进入二期临床试验。然而，透明质酸溶液不利于将细胞稳定保留在预期部位，并且有可能会造成细胞渗漏，导致骨赘的形成。因此，开发一种具有良好的细胞相容性，可注射性，黏附性能的透明质酸水凝胶有望进一步增强细胞疗法促进髓核再生的效果。

  在自然界中，碱基广泛存在于脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)中，并作为氢键的受体和供体，形成较强的氢键相互作用。受碱基间氢键的启发，天津大学刘文广教授团队将核酸碱基（胸腺嘧啶-1-乙酸）引入透明质酸侧链，制备了一种胸腺嘧啶改性透明质酸（HAT）。值得注意的是，在溶于水后，HAT之间的氢键作用驱动其自发形成水凝胶，无需任何外加刺激或添加剂（图2）。作为氢键驱动的物理凝胶，HAT具有良好的水化能力（与25岁成年人髓核的水化能力相当）、剪切变稀行为、适当的力学性能和自愈合性能 （图3）。HAT凝胶之间的多重物理相互作用如氢键，π-π堆积，疏水相互作用等也赋予了凝胶一定的组织黏附性。以上性能使HAT凝胶可作为一种干细胞递送体系，通过微创方式将间充质干细胞（MSCs）无损注射到髓核部位。一方面，改善椎间盘的生物力学功能（压缩失效应力和应力松弛能力）；另一方面，粘结破碎的髓核组织，并使外源性干细胞牢固地保留在髓核部位，防止细胞在运动过程中被挤出椎间盘从而造成骨赘的发生，加速椎间盘退变（图4）。

图1. HATMn-MSCs凝胶用于增强IVDD治疗的示意图

图5. （a）动物实验流程图；（b）大鼠尾椎的T2核磁图像及pfirrmann评分；（c）不同时间点的大鼠尾椎CT扫描重建结果

  原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202401232