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围手术期周围神经损伤（PNI）及修复障碍是引发急性和慢性术后疼痛的常见病理机制。当前的关键挑战在于，难以对急性期的过度炎症与修复期的神经结构缺失实现协同干预。
2025年11月17日，复旦大学缪长虹、WuQichao、陈万坤等合作在Small 在线发表题为“Promoting Nerve Regeneration via Injectable Immune-Engineered Short-Fibers for Prevent Postoperative Pain”的研究论文。该研究构建了一种基于免疫-结构协同调控的IL-10工程化可注射短纤维（IL10-mPDA@SF）系统，旨在促进周围神经修复并抑制急性和慢性术后疼痛。
一方面，IL10-mPDA@SF通过局部持续释放IL-10实现免疫调控，IL-10激活巨噬细胞表面受体，有效诱导巨噬细胞向M2表型极化，重塑抗炎微环境并阻断神经元过度兴奋。另一方面，其类细胞外基质（ECM）的短纤维结构，为Schwann细胞定向迁移和神经轴突有序再生提供物理引导，从而抑制创伤性神经瘤形成，实现引导性神经结构再生。体外实验证实了这种双模态协同机制的有效性。在小鼠足底切口模型中，局部注射IL10-mPDA@SF使急性机械痛敏阈值显著提升超50%，促进神经功能和伤口修复，并抑制创伤性神经瘤的发生。
手术操作不可避免会导致周围神经损伤（PNI），总体发生率为0.03%–0.1%。急性和慢性术后疼痛是PNI的核心表现，在急性期普遍存在，其中10%–40%会进展为手术诱导的神经病理性疼痛（SNPP），表现为难治性自发性疼痛和机械性痛觉过敏。在III级及以上损伤患者中，41%因慢性疼痛导致残疾和失业，年均医疗费用超过2.2万美元。周围神经修复障碍的双重驱动机制包括急性期免疫稳态破坏和慢性期结构引导缺失：PNI初期，过度炎症引发M1巨噬细胞极化，释放肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白细胞介素-1β（IL-1β）等促炎细胞因子，激活神经胶质细胞并诱导外周/中枢敏化；同时，神经离断和施万细胞基底膜解体破坏神经结构完整性，扰乱轴突再生微环境。这种“免疫-结构双重障碍”是围手术期神经修复失败的核心病理机制，单一干预策略因无法协同阻断该病理级联反应，疗效受限。传统神经导管虽广泛用于修复周围神经缺损，但面临两大核心瓶颈。其一，手术植入需二次暴露神经损伤部位，医源性神经损伤风险达12%–15%；且刚性材料（弹性模量>100kPa）与天然神经（1–10kPa）存在严重不匹配，会压迫神经末梢分支结构，导致45%的轴突定向错误率，28%的患者诱发创伤性神经瘤。其二，导管的单向管腔结构缺乏仿生拓扑引导，阻碍Schwann细胞迁移，使轴突错配率增加45%，并加速远端Wallerian退化。相比之下，静电纺丝支架通过双重仿生设计取得突破：结构上，取向纳米纤维（直径200–800nm）模拟神经内膜管，且弹性模量可调（5–15kPa）；功能上，超高比表面积（200–500m²/g）和同轴载药技术可实现药物缓释。该研究创新性地开发了可注射短纤维系统PEI-mPDA，其具有介孔结构（孔径5nm）和超高比表面积（36.8m²/g），通过物理剪切技术，短纤维经微创注射后可原位自组装形成类细胞外基质（ECM）拓扑结构。但功能单一的物理引导仍不足以逆转炎症级联反应，无法突破PNI早期的“免疫-结构双重障碍”。图1 IL10-mPDA@SF促进周围神经纤维修复的作用机制示意图（摘自Small ）PNI后的72小时黄金修复窗口内，免疫调控是缓解急性术后疼痛、预防疼痛慢性化的关键机制。手术创伤引发炎症微环境，M1巨噬细胞极化失衡导致促炎细胞因子爆发性增加，诱导神经元过度兴奋并抑制施万细胞髓鞘相关基因表达，严重阻碍神经再生。而IL-10可通过驱动M2巨噬细胞极化、直接促进轴突生长和Schwann细胞增殖/迁移来抵消上述效应，但其临床转化受三大瓶颈制约：1）药代动力学缺陷，半衰期<5小时，神经组织生物利用度<5%；2）递送失败，血-神经屏障穿透性低，局部注射后1小时内药物损失>90%；3）治疗窗狭窄，常规给药无法覆盖整个72小时修复期。因此，临床疗效仅为理论预期的30%，亟需开发兼具局部缓释、靶向富集和时序协同特性的工程化递送系统，实现多维度治疗干预。基于此，该研究创新性地将IL-10负载到介孔聚多巴胺（mPDA）上，再与物理剪切后的甲基丙烯酰化明胶（GelMA）短纤维交联，构建出IL-10工程化仿生可注射短纤维（IL10-mPDA@SF），实现对慢性术后疼痛（CPSP）的“免疫-结构”协同调控：短纤维模拟ECM结构特性，引导Schwann细胞定向迁移和轴突有序再生；同时，mPDA介导IL-10在急性到修复期的持续释放，显著抑制M1巨噬细胞活化、促进M2极化，减轻神经炎症。小鼠足底切口疼痛模型验证显示，与单一机制干预相比，这种双模态策略使神经再生效率提升12%–18%，且急性和慢性期机械痛阈值均显著提高（≥50%），证实其通过协同阻断免疫-结构通路，有效促进周围神经修复并抑制CPSP。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202508780
2025-11-20
4281
