近日，上海交通大学医学院附属仁济医院颅脑创伤中心冯军峰教授团队在国际期刊《Biomaterials》（中科院一区，IF：14.0）在线发表了题为“Intraoperative application of intelligent, responsive, self-assembling hydrogel rectifies oxygen and energy metabolism in traumatically injured brain”的研究成果。该项研究开发了一种术中应用的抗氧化和改善能量代谢的可注射水凝胶制剂，提出了脑外伤救治的可能的新策略。
重型颅脑创伤往往需要急诊手术治疗，包括清除血肿、挫裂伤脑组织等等。脑外伤本身以及手术造成的损伤都会带来脑组织氧和能量代谢紊乱，进而导致严重的继发性脑损伤，成为患者最终预后的决定性因素。因此，如何在损伤脑组织微环境中减轻氧化应激、恢复能量代谢成为了术后救治的重要目标。传统的静脉给药治疗，因受到血脑屏障的限制其救治效果差，而对其他脏器会带来毒副作用。
针对难题，项目组在江基尧教授的指导、鼓励下，通过将活性氧（ROS）响应的硫酮交联剂（RT）整合到聚乙二醇中，制备了P-RT/2DG水凝胶。P-RT/2DG凝胶制剂可以在蓝光照射的情况下发生自组装，形成适合脑组织力学性能的水凝胶。体外和体内实验证实P-RT/2DG水凝胶可以通过硫缩酮键的活性氧响应特点，持续有效地释放2-DG，从而发挥高效、持续的治疗作用。该制剂具有良好的生物相容性，局部给药的方式也有效避免了全身的毒副作用。进一步实验证明，P-RT/2DG水凝胶可以降低脑外伤后的氧化应激和乳酸水平。经其治疗的脑外伤小鼠，神经细胞凋亡水平、脑组织炎症水平下降，血脑屏障得到修复，继发性脑水肿减轻。进而动物的行为学实验证实，其情绪、运动、学习和记忆能力都得到显著改善。
由此，项目组开发了第一种可注射的、智能响应性自组装水凝胶，通过脑外伤手术中直接应用到靶区，起到高效而持续的抗氧化和修复能量代谢的作用，从而抑制脑外伤后“活性氧-乳酸”恶性循环引起的继发性脑损伤，在无全身用药带来毒副作用的同时，提升了脑损伤的救治效果。
P-RT/2DG水凝胶制备过程及其作用机制
冯军峰主任表示，该项研究提出了颅脑创伤术中水凝胶制剂的应用，为脑外伤以及其他脑损伤的救治提供了一条“手术+术区缓释药物水凝胶制剂应用”的新思路。研究团队将进一步开展相关的转化研究、临床试验等工作。
通讯作者简介
冯军峰 主任医师
上海交通大学医学院附属仁济医院
主任医师、研究员、博士研究生导师
上海交通大学医学院附属仁济医院颅脑创伤中心科主任
兼任仁济医院神经外科科室副主任
上海市颅脑创伤研究所副所长
中华医学会创伤学分会学组委员
上海市医学会创伤学分会、神经外科学分会青年委员
获王忠诚中国神经外科青年医师奖、王正国创伤医学奖创新奖、上海市银蛇奖、上海市优秀学术带头人（青年）、上海市杰出青年医学人才
专注于颅脑创伤、神经重症相关临床手术及综合救治，开展脑损伤保护和神经修复再生研究。获国家自然科学基金5项、授权专利20项、发表30篇SCI论文
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陈宏璘 教授
宿迁市第一人民医院
主任医师、教授
宿迁市第一人民医院大外科主任、神经外科主任
宿迁市医学会神经外科分会主任委员
江苏省医学会神经外科分会创伤学组委员
中国抗癌学会脑胶质瘤组委员
江苏省第四期“333工程”培养对象
江苏省第一批“卫生拔尖人才”
专注于颅脑创伤、神经肿瘤、功能神经外科相关临床手术及综合治疗，开展新型材料对于神经保护的基础研究。荣获宿迁市科学进步二等奖一项，主持多项研究项目，以第一作者或通讯作者发表学术论文10余篇
周滟 教授
上海交通大学医学院附属仁济医院
主任医师，教授，博士生导师
上海交通大学医学院附属仁济医院放射科行政主任
中国医疗保健国际交流促进会心血管磁共振诊断分会常委兼秘书长
上海研究型医院学会感染与炎症影像专业委员会主任委员
中华医学会放射学分会神经学组委员
上海市抗癌学会肿瘤影像专业委员会副主委
上海市生物医学工程学会放射医学工程专委会常委
长期致力于神经系统疾病的诊断以及神经、精神疾病的脑功能研究，以及感染与炎症影像学研究。作为负责人获得3项国家自然基金面上项目以及市科委探索者计划、上海市自然科学基金和上海市科委医学引导项目等合计10余项课题的资助。发表SCI论文70余篇，单篇影响因子最高为24，被引超过1600次，H指数=22。并以第一负责人获得2021上海医学科技进步奖三等奖、2022华夏医学科技奖三等奖。入选2022年上海医学领军人才，2017年度上海交通大学高峰高原“双百人”计划 “研究型医师”队伍，并且获得2016年“仁心医者”上海市杰出专科医师奖“提名奖
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