导电水凝胶治疗脊髓完全横断大鼠的安全性评估

摘要

背景:水凝胶作为生物支架已被广泛应用于脊髓损伤的基础研究,基于脊髓组织的电信号传导特性,导电水凝胶已有初步探索及应用,但疗效及机制尚不明确。目的:初步探索导电水凝胶促进脊髓损伤后轴突再生的潜在机制,评估导电水凝胶作为生物支架修复脊髓损伤的安全性与可行性。方法:在甲基丙烯酰化明胶水凝胶的基础上添加导电颗粒聚吡咯,制备导电水凝胶。将36只成年雌性SD大鼠随机分为假手术组、模型组和导电水凝胶组,每组12只。假手术组仅行椎板切除,模型组和导电水凝胶组建立T9脊髓完全横断模型,缺损间隙2 mm,导电水凝胶组造模后立即予以导电水凝胶填塞缺损间隙。术后1,3,7,14,28 d进行大鼠BBB评分;术后28 d,进行血清炎性指标、肝脾肾及脊髓组织形态、微血管再生及轴突再生检测。结果与结论:①术后28 d,导电水凝胶组BBB评分优于模型组(P0.05);③苏木精-伊红染色显示,3组大鼠的肝、脾、肾等实质性器官无炎性细胞浸润;模型组断端处炎性细胞浸润明显,细胞排列紊乱,周围组织溶解;导电水凝胶组炎性细胞较少,细胞排列相对规整;Masson染色显示,模型组断端有大量胶原纤维长入,导电水凝胶组导电水凝胶周围仅被少量胶原纤维包裹;④免疫荧光染色显示,模型组脊髓缺损处血管内皮细胞较少,无成熟神经元细胞存在,导电水凝胶组血管内皮细胞明显多于模型组,有成形的血管轮廓,神经元数量较模型组多,但相较于假手术组细胞核固缩;⑤Western blot检测显示,导电水凝胶组血管内皮生长因子、神经丝蛋白200的蛋白表达量高于模型组(P<0.05);⑥导电水凝胶作为生物支架修复脊髓损伤安全有效,其促进轴突再生的机制可能与促微血管再生、改善微循环有关。