《AM》华南理工大学施雪涛等团队：水凝胶喷雾修复海绵体，恢复勃起功能！

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海绵状神经损伤(CNI)导致勃起功能障碍(ED)，对男性的生活质量构成重大威胁。利用导电水凝胶的策略在治疗大直径(> 2mm)的周围神经方面显示出有希望的结果。然而，如何将方便的微创手术、消肿和免疫调节的导电水凝胶结合起来治疗小直径损伤海绵状神经仍然是一个巨大的挑战。

2024年2月8日，华南理工大学施雪涛、广东工业大学何福坡及中日友好医院闫圣涛共同通讯在Advanced Materials（IF=29）在线发表题为“In Situ-Sprayed Bioinspired Adhesive Conductive Hydrogels for Cavernous Nerve Repair”的研究论文，该研究开发了一种由明胶、腺嘌呤、碳纳米管和中康酸组成的可喷涂粘接导电水凝胶(GACM)，用于海绵状神经修复。

多个氢键为GACM提供了优异的粘接和抗肿胀性能，使其能够与受损神经建立保形电桥，并有助于再生过程。此外，中康酸负载的GACM抑制巨噬细胞释放炎症因子，促进雪旺细胞的迁移和增殖。体内试验表明，GACM水凝胶修复海绵体神经，恢复勃起功能和生育能力。此外，验证了可喷涂GACM在小猎犬微创机器人手术中的可行性。考虑到治疗效果和临床便利性的好处，该研究表明，可喷涂GACM材料作为微创神经修复的先进解决方案具有广阔的前景。

创伤、手术和慢性疾病会损害海绵状神经，最终导致勃起功能障碍，尤其是在根治性前列腺切除术期间。前列腺切除术是为了治疗前列腺癌，由于海绵状神经靠近前列腺表面，常导致海绵状神经损伤(CNI)，最终导致半数患者术后出现勃起功能障碍。CNI的临床治疗通常涉及口服磷酸二酯酶5型抑制剂，其疗效有限，只能暂时缓解症状，不干扰疾病进展。此外，由于海绵状神经形成了一个复杂的神经网络，解剖位置深，神经纤维小，因此端对端缝合是不切实际的。因此，开发有效的微创海绵体神经修复方法势在必行。

神经组织对电信号敏感，电信号影响神经细胞的行为，提高神经再生效率。导电水凝胶复合材料被广泛认为是结合了导电性和生物相容性的有前途的材料。导电水凝胶不仅支持和建立电致神经组织内的电活性通路，而且增强表面微结构和蛋白质吸附，从而促进神经再生。使用导电水凝胶的策略显示与大直径(即> 2mm)受伤的周围神经和脊髓密切适形接触。然而，这种方法是对于直径较小(即< 1mm)且复杂表面直接附着于前列腺组织的海绵状神经无效。

传统的导电水凝胶体/支架在内镜下递送过程中可能容易破裂或自粘连。另一方面，神经再生是一个复杂的过程，涉及神经细胞和非神经元细胞(如免疫细胞)之间的串扰。巨噬细胞作为主要的免疫细胞，在神经损伤反应中起关键作用，参与了沃勒氏变性和神经再生。最近，巨噬细胞中的免疫调节代谢物中康酸被证明可以降低巨噬细胞中炎症因子的表达。因此，迫切需要开发一种原位形成的粘连导电水凝胶，结合免疫调节和方便的内窥镜输送，用于海绵状神经修复。

GACM喷雾设计及内镜下输送修复海绵状神经示意图（图源自Advanced Materials ）

该研究提出了一种生物启发的核碱基粘附策略来设计一种用于海绵状神经修复的粘附导电水凝胶(GACM)喷雾。关键的是，胸腺嘧啶修饰的碳纳米管(CNT-Thy)是通过侧链修饰策略合成的，并增强了在水溶液中的分散和粘附性。甲基丙烯酸明胶(GelMA)和丙烯酸腺嘌呤(AA)之间的多个氢键为水凝胶喷雾提供了出色的粘合和抗膨胀性能。

GACM喷雾剂很容易与海绵状神经紧密接触，并且可以通过输送装置集成到内窥镜中。GACM水凝胶能够连接电性神经组织中的电活性通道，促进再生。此外，中康酸的持续释放减少巨噬细胞介导的炎症，增强雪旺细胞迁移，促进神经营养因子的释放，从而促进海绵状神经再生，最终恢复勃起功能。总之，该研究为GACM喷雾增强神经修复的功效提供了证据，并突出了可喷雾GACM水凝胶材料作为下一代微创神经修复材料的巨大潜力。

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202311264

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