杜克大学的生物医学工程师们发明了一种可注射的生物材料，或许真的能帮助大脑在缺血性中风后恢复。在小鼠实验中，这种胶状物将死脑组织留下的空洞转变为一个舒适的愈合中心，招募身体自身的免疫细胞，长出新的血管，调整神经组织，并让啮齿动物的运动技能得到改善。研究结果发表在《细胞生物材料》上。

中风的情况是这样的：每年有数百万人发生缺血性中风，即血凝块阻断大脑部分区域的血液流动。紧急治疗如溶栓药物或物理取栓可以挽救仍存活的脑组织，但一旦脑组织死亡，就一去不复返了。严重中风会留下一个巨大的空洞，而康复治疗只能做到这么多——它帮助存活的神经回路适应，但不能重建失去的区域。

“一旦脑组织丢失，恢复血流就不够了，”杜克大学罗伯特·普朗西杰出生物医学工程教授塔蒂亚娜·塞古拉说。“我们的目标是改造受伤区域，使免疫、血管和神经修复过程能够开始协同工作。”

团队在中风空洞内创造了一个能同时支持多种修复类型的环境。他们使用了MAPS——微孔退火颗粒支架——这是一种水凝胶微粒，组装成多孔结构，为细胞重建神经组织提供框架。但他们并没有止步于此。他们还想利用免疫系统，重点关注星形胶质细胞，这些星形细胞对脑损伤反应迅速。星形胶质细胞释放细胞外囊泡（EVs）——包含蛋白质、脂质和遗传物质的小包裹，影响其他细胞。

科学家们没有简单地将EVs注射到受损区域，而是将它们化学附着在水凝胶微粒上。这使信号集中在支架内，让进入的细胞有更好的机会遇到它们。“我们不是简单地将材料放入大脑，”塞古拉说。“我们正在设计一个局部环境，可以协调修复反应的几个部分。”

一个信号组合脱颖而出：IL-4和C1q，它们吸引了有益的免疫细胞，如巨噬细胞和一种令人惊讶的持久性中性粒细胞群体。中性粒细胞通常是早期中风炎症中的坏家伙，但结果表明它们的角色更为微妙。后来，在正确的信号下，它们可能实际上支持修复。当研究人员耗尽这些中性粒细胞时，血管形成急剧下降，支架重塑也减少——这证明了这些细胞的重要性。

“这一结果改变了我们对中风后中性粒细胞的看法，”首席科学家、塞古拉实验室的博士后研究员辛尚静说。“它们的作用似乎取决于它们到达的时间、位置以及从周围环境接收的信号。我们的研究展示了一种潜在的工程策略，可以在正确的时间招募和保留这些细胞。”

随着免疫细胞进入，整个空洞内形成了新的血管，轴突纤维——大脑的通信电缆——在受伤区域内部和周围都增加了。小鼠在网格行走测试（测量前肢失误）中也表现更好，到第八周时，它们在统计学上与健康对照组无法区分。这种改善持续到研究结束。

团队还尝试了没有支架的EVs，但它们未能产生类似的血管修复。因此，生物材料不仅仅是一个递送载体——它的多孔结构和保持信号集中的能力至关重要。

当然，这一切仍处于临床前阶段。该治疗仅在小鼠中测试，直接注射到大脑中。需要更多研究来评估安全性，了解免疫细胞的作用，并观察它是否在更接近人类中风的大型模型中有效。此外，目前EVs来自大鼠星形胶质细胞；最终版本可能需要人类细胞或合成替代品。但这项研究为开发一种不仅能限制损伤，还能积极重建脑组织的治疗方法迈出了有希望的一步。