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GelMA-SF/Exo水凝胶:赋能精准递送,点燃神经再生潜力

发布时间:2025-08-04       来源:中新康明


随着脑缺血性损伤等神经损伤需求增长,间充质干细胞外泌体(MSC-Exo)因抗炎和促进再生作用受关注。但其半衰期短、靶向性差限制疗效。GelMA-SF/Exo复合水凝胶作为创新载体,有效解决递送难题,实现MSC-Exo的持续释放与靶向递送,展现出神经修复领域广阔应用前景。

材料设计与性能优势

GelMA是一种经甲基丙烯酰化改性的明胶,具良好生物相容性和可调力学性能。丝素蛋白(SF)因优异机械强度和生物降解性,在组织工程广泛应用。将GelMA与SF按比例复合,通过光交联形成的GelMA-SF水凝胶,不仅拥有适宜的压缩模量和多孔结构,还为细胞及生物因子提供良好微环境。孔径和力学性能可调,满足不同组织需求,确保载体稳固且不损细胞活性。

在此基础上,MSC-Exo被均匀负载于该水凝胶,实现长效缓释,体外释放实验显示稳定释放超过两周,有效解决外泌体半衰期短的难题,提升神经修复效果。

值得一提的是,中新康明具备成熟的水凝胶制备和定制能力,能够根据客户需求调整配方与性能,满足不同医药研发场景的特定要求。我们的团队擅长实现水凝胶材料在药物修饰领域的应用,如通过化学改性提升药物的结合效率和释放控制,为研发提供稳定可靠的载体方案。

促进神经元保护与再生的体外证据

采用氧糖剥夺/复氧(OGD/R)海马神经元模型,验证GelMA-SF/Exo的神经保护作用。结果显示,该复合水凝胶显著提升神经元存活率,减少细胞凋亡。机制上,GelMA-SF/Exo降低细胞内ROS水平,恢复线粒体功能,缓解氧化应激损伤。抗凋亡蛋白Bcl-2和抗炎因子IL-10表达上调,促凋亡蛋白Bax及促炎因子IL-1β被抑制,调控细胞命运与炎症反应。同时,增强的细胞迁移能力表明其不仅保护神经元,还促进新神经元生成和功能恢复,展现出优异的神经修复潜力。

在药物包裹与递送方面,我们也提供专业的水凝胶解决方案。中新康明能够通过定制化的包载技术,实现水凝胶对小分子药物、蛋白质乃至核酸类药物的高效包封与保护,保证药物在体内的稳定性和靶向释放,助力医药研发过程中的药效验证和机制研究。

脑缺血模型中的神经功能修复

在大鼠大脑中动脉阻塞(MCAO)模型中,GelMA-SF/Exo表现出显著的神经保护和功能改善作用。通过组织学染色观察,复合水凝胶组大脑梗死面积明显缩小,神经元结构恢复良好,细胞排列整齐且核仁清晰。行为学评估结果也支持这一发现,受损动物的神经功能评分持续改善,运动能力和焦虑表现得到有效缓解。

更为重要的是,GelMA-SF/Exo促进了神经元树突的可塑性。高尔基染色结合Sholl分析显示,复合水凝胶显著提升海马CA1区神经元树突棘密度和分支复杂度,尤其是功能活跃的细长状棘。这一结构变化与突触可塑性增强密切相关,是神经修复和功能恢复的关键基础。

针对抗体偶联等更复杂的功能化水凝胶需求,中新康明拥有成熟的化学修饰平台,能够实现抗体或靶向分子的共价偶联,从而赋予水凝胶载体更精准的靶向能力。这为生物医药研发提供了多样化的定制服务,满足从基础研究到临床前试验的不同阶段需求。

应用展望与挑战

GelMA-SF/Exo复合水凝胶将力学支撑与生物活性有效结合,实现了MSC-Exo的持续递送和功能强化,成为脑缺血等神经损伤治疗领域的新型策略。其优异的生物相容性、可调节的物理性能和多功能的生物效应,为神经组织工程和再生医学开辟了新方向。

为满足临床转化的生产需求,中新康明还具备GMP标准的生产环境与中试放大能力,能够大规模稳定生产高质量的水凝胶材料,保障药用安全和批次一致性,助力医药企业高效推进产品开发。

总的来说,GelMA-SF/Exo复合水凝胶作为一种新兴的神经修复材料,兼具结构支持和生物功能递送,为脑缺血等神经疾病的治疗提供了有力的技术支撑,展现出广阔的临床转化前景。

 

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