腰椎间盘突出症是我国重大公共健康问题，椎间盘突出时伴随的纤维环破裂难以修补，不仅构成了椎间盘退化和变形的病理基础，也破坏了其力学完整性，是突出复发的主要诱因。因此，针对纤维环进行修复，重建其结构与功能，是从根本上降低复发率、维持手术长期效果不可或缺的关键环节，探索新型生物材料是纤维环再生修复领域的迫切需求。
近期，山东大学齐鲁医院研究团队针对纤维环修复中面临的免疫微环境紊乱、修复细胞衰老及细胞外基质代谢失衡等多重挑战，创新性地设计并构建了一种基于平行取向硅酸镁纳米纤维的复合贴片（P-MgSi@TAT）。该贴片巧妙融合了材料拓扑结构介导的免疫调控与炎症微环境激活的药物智能递送双重功能，在体外及体内模型中均展现出优异的促进纤维环修复效能，为椎间盘修复再生提供了全新的材料学解决方案。 研究团队通过单细胞RNA测序技术，明确了临床患者退变纤维环组织中衰老纤维环干细胞数量减少与功能下降的细胞学基础，进而提出修复策略，构建负载转化生长因子-β3的多功能硅酸镁复合贴片（MgSi@TAT），可同步调节局部免疫炎症反应，又能针对性逆转细胞衰老并促进基质合成。 相关内容以“Immunoregulatory nanofiber patches with locally activated delivery of ECM-producing drugs improve repair in an intervertebral disc herniation model”为题发表在Advanced Fiber Materials上。 P-MgSi@TAT贴片的制备流程、微观形貌及化学结构表征 研究发现，在巨噬细胞与纤维环干细胞的共培养体系中，经P-MgSi@TAT处理的巨噬细胞，能显著降低纤维环干细胞的衰老相关β-半乳糖苷酶活性及CDKN1A、CDKN2A基因表达，有效逆转细胞衰老状态，同时明显提升干细胞胞外基质合成能力。 在大鼠尾椎纤维环缺损模型中，植入P-MgSi@TAT贴片治疗8周后，Micro-CT与磁共振成像显示椎间盘高度得到良好维持，组织学染色可见明显的胶原纤维新生与有序排列。生物力学测试进一步表明再生组织恢复了基本的力学承载功能，主要器官的组织学分析未发现明显病理改变，证明了该材料良好的生物相容性。 P-MgSi@TAT贴片在大鼠纤维环缺损模型中的修复效果评估 该项研究成功开发了一种具有免疫调控与微环境响应药物释放功能的平行取向硅酸镁纳米纤维复合贴片，其通过材料的物理拓扑线索主动调节局部免疫微环境，并通过化学智能响应机制在病变部位精准释放生物活性因子，从而协同解决了纤维环修复过程中的炎症、衰老及基质代谢失调等关键障碍，实现了从免疫调节到细胞功能活化再到组织再生的级联修复效应。
