《Biomaterials》上交大孙赟/崔文国：可注射水凝胶局部激活富血小板血浆用于子宫内膜再生

子宫粘连（IUA）是一种妇科疾病，其典型表现为子宫内膜损伤后，宫腔内出现粘连或梗阻。现如今，IUA已成为子宫不孕的主要原因，深刻影响子宫内膜对胚胎着床的接受性。富血小板血浆（PRP）具有独特的再生能力，其稳定性、可注射性以及维持生长因子的可持续释放，是治疗IUA的关键。因此，开发一种具有可注射性、自愈性、在子宫内定位激活以及能够持续释放生长因子的多功能PRP负载水凝胶是一个挑战。水凝胶中的碳碳双键自由基聚合，具有良好的力学性能。PRP水凝胶可显著促进子宫内膜细胞增殖、促进子宫内膜再生、恢复子宫功能。这种可注射的双网络水凝胶，能够定位激活PRP，为子宫内膜修复提供了一种新的治疗方法。

上海交通大学医学院附属仁济医院孙赟教授团队与上海交通大学崔文国教授团队研究开发了一种可注射、多孔状、可降解、可定位激活PRP的双网络水凝胶。通过 甲基丙烯酸透明质酸（HAMA）和苯硼酸（PBA）复合物共聚合成HAMA-PBA 单体，PBA中的羧基和多酚基团螯合Ca2+，用于PRP的定位激活。利用物理组合方式将PRP装入PVA，通过动态硼酸酯键和光交联技术形成二级网络，增强水凝胶的交联度、稳定性，最终原位形成 3D 凝胶网络。这种水凝胶具有多种优势，包括快速凝胶化、自愈、促增殖、促血管生成和抗纤维化。该可注射的双网络水凝胶能够定位激活 PRP，可能为子宫腔粘连的子宫内膜修复提供一种新的范式策略。相关研究成果以“Locationally activated PRP via an injectable dual-network hydrogel for endometrial regeneration ”为题发表在24年的《Biomaterials》上。

【制备工艺】

1.HAMA-PBA的制备：将HA与甲基丙烯酸苷反应得到HAMA，再将HAMA与3-氨基甲基PBA和4-（4,6 -二甲氧基-1，3，5-三嗪-2-基）-4-甲基酰氯反应合成HAMA-PBA。

2.HAMA-PBA-PVA的制备：将HAMA-PBA和PVA分别溶解在PBS中，用定制的双筒注射器按1：1比例混合，室温、PH 8.5条件下制备HAMA-PBA-PVA。

3.PRP@HAMA-PBA-PVA的制备：在HAMA-PBA溶液中加入苯基-2,4,6-三甲基苯甲酰膦酸锂（LAP）和氯化钙（CaCl2），在PVA溶液中加入PRP，在同样条件下制备PRP@HAMA-PBA-PVA。

【文章亮点】

1.快速凝胶化、自愈化：由于硼酸酯键的动态作用，可发生快速凝胶化；与光发生交联反应得到双网络结构，可提供足够的机械强度，从而使水凝胶具有良好的自愈性。

2.可注射性：PRP@GEL可以很容易地使用21G针头注射，没有堵塞，促进快速愈合；并且适应不规则的组织缺损，注射过程流畅，有良好的可操作性。

3.定位激活PRP，释放生长因子，促进子宫内膜再生：将PRP加入HAMA-PBA-PVA水凝胶，利用螯合的Ca2+对PRP进行定位活化，进一步保证生长因子的持续释放。PRP通过双网络水凝胶的定位激活，使得PRP@GEL中生长因子的释放速度更慢、更持久，进而促进子宫内膜再生。

4.抗子宫内膜纤维化:子宫内膜纤维化程度与IUA形成过程中TGF-β1的表达水平相关。PRP@GEL通过使TGF-β1-SMAD2/3信号通路失活，下调纤维化基因的表达，从而调控人子宫内膜基质细胞（HESCs）的纤维化。

5.促进血管生成：促进人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的迁移、扩散和血管生成，增加血管生成相关基因的表达调控，显示出良好的促血管生成作用。

图1.通过可注射双网络水凝胶定位激活PRP的示意图（PRP@HAMA-PBA-PVA）

图2.水凝胶的表征

图4.PRP@GEL对HESCs体外纤维化的影响

图5.PRP@GEL对HUVECs迁移、侵袭及血管生成的影响

图6.PRP@GEL对恢复子宫内膜厚度和腺体数量的体内作用

图7.PRP@GEL对子宫内膜胶原沉积的体内影响

图9.不同干预措施的妊娠结果

参考文献：

Jia Qi, Xiaoxiao Li, Yumeng Cao,et al. Locationally activated PRP via an injectable dual-network hydrogel for endometrial regeneration. Biomaterials. 2024, 309: 122615.

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.122615

来源：生物医用材料进展