脊髓损伤（SCI）是一类严重的中枢神经系统疾病，主要由创伤性事故所致。全球每年新增病例超过25万，2016年累计患病人数已达2700万。脊髓损伤致残率极高，位列全球第六、亚洲第七大致残性神经系统疾病，严重影响患者生活质量，并对医疗卫生体系与社会造成沉重经济负担。

尽管脊髓损伤诊疗技术不断发展，医源性脊髓损伤的防治问题仍日益突出，这也凸显了深入探究其病理生理机制的必要性。脊髓损伤的病理进程遵循“原发性–继发性”双相损伤模式。

原发性损伤由机械外力（如椎体骨折）引发，造成神经元与血管的即时性破坏；随后的继发性损伤涉及氧化应激、炎症反应、兴奋性毒性、钙超载与脂质过氧化等一系列事件，进而诱发细胞凋亡、髓鞘脱失与胶质瘢痕形成，最终阻碍神经功能恢复。

铁死亡是一种新发现的铁依赖性调控性细胞死亡方式，也是脊髓损伤后继发性损伤的关键驱动因素。脊髓损伤伴随的出血会导致损伤部位大量铁沉积，过量铁通过Fenton反应催化脂质过氧化；同时，氧化应激进一步加剧线粒体损伤、轴突变性与胶质瘢痕增生。

铁过载与氧化应激这两条病理通路在铁死亡级联反应中相互交汇，协同放大细胞损伤并抑制神经修复。尽管去铁胺、铁抑素-1等铁死亡抑制剂在临床前研究中展现出良好潜力，但其较短的半衰期、较差的生物利用度以及在损伤部位富集不足等问题，严重限制了临床转化。

因此，亟需开发可同时恢复铁稳态、减轻氧化损伤的局部长效治疗策略，以阻断铁死亡进程并促进神经功能恢复。

图1MN/MON@AB贴片促进脊髓修复（摘自ACS Nano）

近年来，生物材料因具有良好生物活性及结构与功能可设计性，已成为脊髓损伤干预的多功能平台，在再生医学、组织修复与治疗体系构建中得到广泛应用。其中，介孔有机硅纳米颗粒（MON）凭借优异的生物相容性、高比表面积与易于表面修饰的特点，成为药物递送与纳米吸附领域的理想载体。

氨基化介孔有机硅纳米颗粒（MON-NH₂）可通过稳定配位作用高效螯合病理微环境中的过量铁离子，展现出良好的治疗潜力。如鞣酸模板法制备的氨基化介孔硅纳米颗粒可有效缓解铁过载导致的肝毒性，降低氧化应激水平并改善肝损伤指标。与此同时，氢气（H₂）凭借优异的抗氧化性能成为有效的神经保护剂。

研究证实，氢气可清除活性氧、抑制氧化应激并调控抗炎信号通路。其分子体积小，能够穿透血脑屏障并深入组织，弥散进入细胞及线粒体、细胞核等亚细胞器，清除活性氧并减轻氧化损伤。然而，传统给药方式（如吸入、输注）存在氢气扩散快、组织滞留时间短等问题，难以维持有效治疗浓度，开发稳定的氢气递送系统对实现有效治疗至关重要。

氨硼烷（AB）是一种储氢量高达19.6wt%的释氢前体，可在酸性条件下持续释放氢气。神经损伤区域因缺氧与乳酸堆积，胞外pH可降至约7.0；严重损伤时，Na+/H+交换障碍还会使胞内pH低至约6.0。在此酸性微环境下，氨硼烷可在损伤部位持续释放氢气，发挥长效抗氧化与抗炎保护作用。

基于此，该研究构建了负载氨硼烷的氨基化介孔有机硅纳米颗粒（MON@AB），整合铁离子螯合与氢气介导的抗氧化作用以调控铁死亡。在此基础上，作者进一步开发了以丝素蛋白为基质、包载MON@AB的双功能微针贴片（MN/MON@AB）。

该微针贴片可穿透硬脑膜并直接作用于受损脊髓组织，通过局部清除铁离子与持续释放氢气阻断铁过载–氧化应激级联反应，减轻铁死亡并促进脊髓修复。

参考消息：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.5c19206