图1. 释氢水凝胶预防椎板切除术后硬膜外瘢痕的作用机制。
椎板切除术后主要后遗症之一是背部手术失败综合征（Failed back surgery syndrome，FBSS），硬膜外纤维化是FBSS的关键致病机制。目前临床上治疗硬膜外纤维化的主要手段是手术切除，但手术风险大、术后复发率高。氢气疗法是近年来新兴的一种安全绿色治疗手段。南京医科大学刘军教授、张明顺副教授和周高信博士等开发了一种可在手术创伤部位原位成型的释氢热敏水凝胶（Mg@PLGA@Gel）。这种水凝胶同时具有氢气缓释特性和物理屏障效应，可保证手术局部长期保持较高的氢气浓度。释放的氢分子具有抗氧化作用，能消除中性粒细胞内堆积的细胞毒性活性氧（reactive oxygen species，ROS），从而阻止ROS的氧化爆发，抑制中性粒细胞胞外陷阱（neutrophil extracellular traps, NETs）形成，最终减少硬膜外瘢痕的过度增生。体外体内实验表明，释氢热敏水凝胶在硬膜外瘢痕的预防治疗中具有潜在的临床转化价值和应用前景。
图2. 释氢水凝胶的性能和抗纤维化机制研究。（A）体外氢气释放速率检测。（B）体外研究NETs标志蛋白CitHistone3在氢气干预后的表达情况。（C）氢气治疗后中性粒细胞内ROS的水平。（D）小鼠椎板切除术后28天磁共振影像评估瘢痕增生情况。（E）术后第3天动物模型中CitHistone3的表达水平。（F）术后第3天动物模型中手术组织的ROS水平。
周高信，南京医科大学生物医学工程与信息学院讲师。江苏省双创博士，新加坡南洋理工大学访问学者。主要从事纳米医学相关研究，关注气体纳米诊疗剂、纳米酶和纳米造影剂等在肿瘤疾病等重大疾病诊疗方面的应用。已在Biomaterials、Small、Advanced Healthcare Materials、Nanoscale Horizons等国际著名期刊上发表SCI论文十多篇。作为项目负责人承担了包括国家自然科学基金、江苏省自然科学基金在内的研究课题共6项。
本研究得到国家自然科学基金（82172486,82171738,82202309）、江苏省自然科学基金（BK20210532）、江苏省卫生和计划生育委员会“六一”项目LGY201201018和江苏省人事部“六佳人峰”项目WSW-040资助。
