负载淫羊藿苷的智能响应型可注射水凝胶通过抑制铁死亡促进椎间盘退变中的髓核修复

　　本研究开发了一种新型双交联水凝胶（HP@ICA），通过环糊精增强疏水性药物ICA的负载能力，并利用苯硼酸与聚乙烯醇的动态键合实现pH/ROS双重响应释放。该水凝胶显著提升ICA的水溶性（10倍）和自由基清除能力（103%），通过激活Nrf2-GPX4通路抑制铁死亡（表现为铁离子、MDA降低和GPX4活性恢复），促进髓核细胞再生和II型胶原合成，为椎间盘退变（IVDD）提供了创新治疗策略。

　　

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Materials

透明质酸钠（HA 100 kDa）购自上海源叶生物科技有限公司。聚乙烯醇（PVA）、环糊精（CD）、柠檬酸（CA）、4-(4,6-二甲氧基-1,3,5-三嗪-2-基)-4-甲基吗啉氯化物（DMTMM）、2-(4-吗啉基)乙磺酸一水合物（MES）、苯硼酸（PBA）、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）、N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）以及二锂苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)膦酸盐（LAP）均购自上海阿拉丁生物技术有限公司。淫羊藿苷（ICA）及其他试剂为分析纯，无需进一步纯化即可使用。

Construction of PVA-CD@ICA and enhancement of ICA solubility and ABTS scavenging ability

我们成功构建了负载ICA的PVA-CD包合物（图1A）。在该包合物中，CD与PVA链结合形成环糊精包合物，并通过柠檬酸（CA）处理交联形成PVA-CD复合水凝胶。为增强水凝胶的抗氧化活性，ICA通过主客体相互作用被引入CD空腔中。

傅里叶变换红外光谱（FTIR）清晰显示了PVA、PVA-CD和PVA-CD@ICA的特征峰（图1B）。PVA在3200-3500 cm^-1处显示出典型的羟基伸缩振动峰，而PVA-CD和PVA-CD@ICA在此区域的峰形变宽，表明CD成功接枝到PVA链上。X射线衍射（XRD）图谱（图1C）显示，PVA-CD@ICA的结晶度显著降低，证实ICA被成功封装到CD空腔中。通过紫外可见分光光度法评估ICA的溶解度，发现PVA-CD@ICA的溶解度是游离ICA的10倍（图1D）。此外，ABTS自由基清除实验表明，PVA-CD@ICA的自由基清除能力比游离ICA提升103%（图1E），证明其抗氧化性能显著增强。

Conclusion

总之，我们成功设计并构建了一种新型双交联HP@ICA水凝胶药物递送系统，该系统显著提升了ICA的水溶性和抗氧化性能，同时实现了智能响应释放。该水凝胶有效缓解铁死亡，促进细胞外基质II型胶原（COL II）的分泌，并恢复组织功能。HP@ICA水凝胶的主要特点包括良好的生物相容性、可控降解性、智能响应性和可调节的机械性能，为椎间盘退变（IVDD）的治疗提供了一种具有临床转化潜力的新策略。