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为解决外周神经损伤导致的神经病理性疼痛（NP）治疗难题，研究人员开展了聚偏二氟乙烯（PVDF）压电特性对巨噬细胞极化及施万细胞影响的研究。结果发现 PVDF 能促进 M2 极化，改善 NP 症状。该研究为 NP 治疗提供新策略。
在医学领域，外周神经损伤是个棘手的问题，它常常引发神经病理性疼痛（NP）。这种疼痛就像身体里的 “小恶魔”，时不时地折磨着患者，带来自发痛、触诱发痛和痛觉过敏等症状，让患者仿佛置身于痛苦的 “炼狱”，严重影响生活质量。尽管目前有多种药物治疗方法，但遗憾的是，这些疗法仅对 30 - 40% 的 NP 患者有效。
近年来，无线压电生物材料在医学研究中崭露头角，它在周围神经修复和减轻神经系统炎症方面展现出一定潜力。不过，对于压电性对神经系统敏化（NP 的主要成因之一）的影响，相关研究却少之又少。巨噬细胞极化在神经系统敏化过程中起着关键作用，施万细胞也参与其中，二者与 NP 的发展密切相关。巨噬细胞在损伤后会迅速极化，分为促炎的 M1 型和抗炎的 M2 型，它们在损伤修复的不同阶段发挥着截然不同的作用。M1 型巨噬细胞会释放如肿瘤坏死因子 -α（TNF-α）和诱导型一氧化氮合酶（iNOS）等促炎介质，加重炎症；而 M2 型巨噬细胞则分泌白细胞介素 - 10（IL-10）和精氨酸酶 - 1（Arg-1）等抗炎介质，促进组织修复。M1 和 M2 型巨噬细胞的平衡对 NP 的发展至关重要，失衡就可能导致 NP 病情加重。因此，调节巨噬细胞极化，增加 M2 型巨噬细胞水平、降低 M1 型巨噬细胞活性，或许是治疗 NP 的新希望。
聚偏二氟乙烯（PVDF）作为一种具有出色压电特性和生物相容性的材料，在骨再生和抑制肿瘤增殖方面有一定成果，但在神经系统研究方面还存在诸多空白，其通过 M2 极化缓解 NP 的具体机制也尚不明确。此外，压电性在调节巨噬细胞与施万细胞相互作用方面的作用也有待探索。
为了深入了解这些问题，西南交通大学的研究人员开展了一系列研究。研究成果发表在《Biomaterials Advances》上，为 NP 的治疗带来了新的曙光。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：一是制备多种压电膜，并对其化学结构、压电性能、表面粗糙度等进行表征；二是进行细胞实验，培养 RAW 264.7 巨噬细胞和 RSC 96 施万细胞，观察压电膜对巨噬细胞极化的影响，以及 M2 巨噬细胞条件培养基对施万细胞增殖、迁移的作用；三是构建慢性坐骨神经缩窄（CCI）大鼠模型，研究不同压电膜对大鼠行为学的影响，以及体内相关标志物的表达变化；四是通过 RNA 测序分析施万细胞的基因表达变化。
下面来看具体的研究结果：
- 压电膜的特性：在制备压电膜的过程中，观察到 20% PVDF/PCL@PDA 膜存在微孔，同时确定了膜中 PCL 和 PVDF 的组成成分。
- 对巨噬细胞极化的影响：研究发现，PVDF 的压电特性在缺氧巨噬细胞模型中能增强 M2 极化。具体表现为，与对照组相比，处理组中 M2 型巨噬细胞标志物 CD206 的表达增加，M1 型巨噬细胞标志物 CD80 的表达降低。进一步研究发现，这种极化转变与 M2 型巨噬细胞分泌的 Arg - 1 和 IL - 10 增加，以及 M1 型巨噬细胞分泌的活性氧（ROS）、iNOS 和 TNF - α 减少有关。其潜在机制是激活了腺苷酸活化蛋白激酶（AMPK）信号通路。
- 对施万细胞的影响：体外实验中，M2 巨噬细胞条件培养基能显著促进施万细胞的增殖和迁移。通过 RNA 测序发现，与 M2 巨噬细胞条件培养基共培养的施万细胞，上调了细胞粘附分子（CAM）、Ca+信号通路和丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）等关键信号通路相关基因的表达，这些通路对施万细胞再生和神经修复至关重要。
- 在 CCI 大鼠模型中的效果：在 CCI 大鼠模型中，PVDF 处理能改善大鼠的疼痛敏感性。表现为机械缩足阈值（MWT）和热缩足潜伏期（TWL）增加，这意味着大鼠对疼痛的反应减轻。同时，PVDF 处理降低了 CD80/CD206（M1/M2）比值，促进了抗炎环境的形成；增加了 NF200/S100 比值，表明轴突再生得到增强。
综合研究结果和讨论部分，该研究意义重大。首次证明了疏水压电 PVDA@PDA 膜在缺氧条件下调节巨噬细胞极化的潜力，揭示了压电膜可有效促进缺氧 M1 巨噬细胞向抗炎 M2 表型转化。体外实验表明，M2 条件培养基能显著增强施万细胞的增殖和迁移能力；体内实验则显示，PVDF 处理可缓解 CCI 大鼠的神经病理性疼痛行为。这一系列发现为 NP 的治疗提供了全新的策略和理论依据，有望为广大 NP 患者带来新的治疗选择，改善他们的生活质量。
