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全球预计有250万人遭受脊髓损伤(spianl cord injury,SCI),且每年有超过18万新发的脊髓损伤。脊髓损伤后损伤平面以下的运动、感觉功能丧失以及膀胱和性功能的丧失,严重影响患者的生活质量,对社会、个人和职业生活产生了巨大的影响。但是目前仍没有有效的治疗方法,使得脊髓损伤治疗的研究迫切重要。由于血脑屏障的存在,药物经口服或者静脉注射,很难通过血脑屏障作用于脊髓损伤的部位,而使用导管或者植入微型泵进行鞘内注射存在许多缺点,比如感染、疼痛等。材料科学的进展促进了很多新的生物材料在脊髓损伤中的应用,通过生物材料可以装载药物或细胞,直接将其移植到脊髓损伤局部,可以减少系统给药带来的全身副反应,同时还能提高了药物的利用度和脊髓损伤局部的药物浓度,达到持续缓慢地释放药物的目的。另外,生物材料还能做成支架,填补脊髓损伤缺损,为细胞生长和增殖提供支撑。缩醛化右旋糖酐(Acetalated Dextran,AcDX)是近期研发的一种生物可降解的且不溶于水但可以溶于有机溶剂的聚合物。AcDX的降解产物为无毒的右旋糖酐、丙酮和微量的甲醇,其生物相容性良好。由于AcDX在有机溶剂中的溶解性高,因此AcDX及其衍生物可被制成微米或纳米颗粒用于生物医学应用。本课题与芬兰赫尔辛基大学合作,制备了缩醛化右旋糖酐(AcDX)微球,通过体内外实验,综合评价AcDX微球对脊髓损伤修复的作用及其机制,为AcDX微球进一步包裹药物或者其他分子用于脊髓损伤的治疗提供可行性研究资料。第一部分AcDX微球在体外对神经细胞的影响目的:研究缩醛化右旋糖酐(AcDX)微球的生物相容性及对神经元和小胶质细胞的影响,为进一步将AcDX微球用于大鼠脊髓损伤模型中奠定基础。方法:取胎龄16-18天SD胎鼠的大脑皮层,提取皮层神经元进行体外培养并用细胞免疫荧光进行鉴定;在培养基中加入AcDX微球,用CCK-8检测毒性;在培养基中加入谷氨酸盐建立神经元损伤模型后,用免疫荧光观察AcDX微球对神经元存活的影响;用PI/Hochest染色、流式细胞术和Western blot检测AcDX微球对神经元凋亡的影响;取出生1-2天SD幼鼠的大脑皮层,提取小胶质细胞进行体外培养并用细胞免疫荧光进行鉴定;在培养基中加入脂多糖(LPS)激活小胶质细胞,检测AcDX微球对一氧化氮释放的影响。结果:CCK-8检测显示AcDX微球对皮层神经元无毒性,AcDX微球的生物相容性良好;免疫荧光检测显示AcDX微球低浓度组(0.25mg/ml)、中浓度组(1.0mg/ml)、高浓度组(4.0mg/ml)的皮层神经元的数量及密度均比谷氨酸组高(P<0.05),且中浓度(1.0mg/ml)AcDX微球的保护神经元作用最明显;PI/Hochest染色、流式细胞术和Western blot结果显示AcDX微球组的皮层神经元的凋亡比谷氨酸组减少(P<0.05),且中浓度(1.0mg/ml)AcDX微球的作用最明显;一氧化氮释放实验结果显示AcDX微球组一氧化氮释放量较LPS组减少(P<0.05),且中浓度(1.0mg/ml)AcDX微球的作用最明显。结论:AcDX微球的生物相容性较好;AcDX微球能减轻谷氨酸对皮层神经元的毒性作用、减少谷氨酸引起皮层神经元的细胞凋亡;AcDX微球能减轻LPS对小胶质细胞激活;中浓度(1.0mg/ml)AcDX微球的作用最明显。第二部分AcDX微球在体内可以促进大鼠脊髓损伤修复目的:探讨缩醛化右旋糖酐(AcDX)微球对大鼠脊髓损伤修复的影响。方法:建立SD大鼠脊髓打击模型,用微量注射器将AcDX微球注射至蛛网膜下腔,用BBB评分观察大鼠运动功能恢复情况;用尼氏染色观察脊髓组织学形态;用TUNEL染色和Western blot检测AcDX微球对细胞凋亡的影响;用GFAP、CD68和NF200免疫荧光染色观察脊髓损伤修复情况。结果:大鼠脊髓损伤后BBB评分结果显示AcDX微球组的BBB评分较对照组明显升高(P<0.05);尼氏染色结果显示AcDX微球组脊髓损伤面积大小较对照组明显减小(P<0.05);TUNEL染色和Western blot结果显示AcDX微球组的细胞凋亡较对照组明显减少(P<0.05);GFAP免疫荧光染色结果显示AcDX微球组脊髓损伤部位星形胶质细胞的激活较对照组明显降低(P<0.05);CD68免疫荧光染色结果显示AcDX微球组脊髓损伤部位炎症细胞较对照组明显减少(P<0.05);NF200免疫荧光染色结果显示AcDX微球组脊髓损伤部位轴突生长较对照组明显增加(P<0.05)。结论:AcDX微球可以减少大鼠脊髓损伤面积、脊髓损伤后细胞凋亡、星形胶质细胞的激活和胶质疤痕的形成以及减轻炎症反应,同时促进轴突生长,最终促进大鼠运动功能的恢复。