2026年4月，复旦大学附属华山医院谢嵘教授课题组联合中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、林翰研究员团队在行业顶刊ACS Nano（中科院1区top，影响因子16.0）发表题为“An Iron-Scavenging and Hydrogen-Releasing Microneedle Patch Suppresses Ferroptosis and Promotes Spinal Cord Repair”的研究论文。这已是谢嵘教授团队2025年以来在脊髓损伤修复领域连续发表的第五篇系列高质量成果（IF>10）。

脊髓损伤是一类严重的中枢神经系统疾病，常导致患者出现永久性运动、感觉及自主神经功能障碍。目前，除原发性机械损伤外，损伤后继发性损害级联反应同样是限制神经功能恢复的重要原因。其中，铁过载诱导的铁死亡以及持续存在的氧化应激，会进一步加重线粒体损伤、放大炎症反应并破坏神经组织。尽管已有部分铁死亡抑制剂在实验研究中显示出一定治疗潜力，但由于其半衰期短、生物利用度有限及局部富集不足，临床转化仍面临较大挑战。

谢嵘教授课题组联合中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、林翰研究员团队，开发了一种兼具铁离子清除与氢气缓释功能的双功能微针贴片（MN/MON@AB）。该系统以可降解丝素蛋白微针阵列为载体，将负载氨硼烷的氨基功能化介孔有机硅纳米颗粒嵌入针体。依托微针的物理穿透性，该贴片能直接穿透硬脊膜，将治疗组分精准递送至损伤核心区，实现螯合过量铁离子、持续释放氢气，协同减轻铁过载和氧化应激，从而实现对脊髓损伤继发性损害关键环节的同步干预。

图1 本研究整体思路

研究团队首先对该微针贴片进行了系统的材料学与功能学表征。结果显示，该纳米系统具有良好的介孔结构和较高的药物装载效率，能够选择性吸附 Fe²⁺/Fe³⁺，并在酸性条件下实现较为稳定的氢气持续释放。该微针也具有良好的机械强度，可有效穿透硬脊膜，同时具备良好的生物相容性和体内可降解性，为其在脊髓损伤局部微环境中的应用奠定了基础。

在体外PC12细胞实验中，MN/MON@AB表现出显著的抗铁死亡效应。FerroOrange染色显示，该系统可使细胞内Fe2+ 水平降低46.7%；DCFH-DA探针检测表明其可显著降低RSL3诱导的ROS水平；GPX4免疫荧光结果显示其可明显恢复关键抗铁死亡分子的表达；BODIPY 581/591 C11探针检测显示脂质过氧化水平明显下降，CCK-8结果进一步证实细胞活力显著提高。上述结果提示，该双功能微针贴片可通过同步调控铁稳态与氧化应激，有效抑制细胞铁死亡。

在脊髓损伤动物模型中，研究团队进一步证实，MN/MON@AB可显著降低损伤区域铁沉积，恢复GPX4表达，减轻脂质过氧化，并有效改善损伤后的炎症微环境。此外，行为学和组织学评估显示，该治疗可明显促进运动功能恢复，改善神经传导，减轻胶质瘢痕形成，并促进轴突、髓鞘及神经网络结构修复，最终实现脊髓损伤后的功能重建。此外，行为学和组织学评估显示，该治疗可明显促进运动功能恢复，改善神经传导，减轻胶质瘢痕形成，并促进轴突、髓鞘及神经网络结构修复，最终实现脊髓损伤后的功能重建。

图2 双功能微针贴片通过调控铁稳态抑制脊髓损伤后铁死亡

图3 双功能微针贴片促进脊髓损伤后运动功能恢复

本研究构建了一种兼具局部铁离子清除与持续抗氧化递送能力的双功能微针贴片系统，首次从材料设计与病理机制耦合干预的角度，为脊髓损伤后铁死亡的精准治疗提供了新方案。该成果不仅拓展了微针递送系统在中枢神经损伤修复中的应用边界，也为急性神经损伤及相关神经退行性过程的局部治疗提供了具有转化潜力的新平台。

复旦大学附属华山医院为本研究第一完成单位。中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、林翰研究员与复旦大学附属华山医院谢嵘教授为本研究的共同通讯作者；博士研究生丁元清（华山医院）与陈奕涵（中科院硅酸盐所）为本研究共同第一作者。

复旦大学附属华山医院神经外科脊髓脊柱亚专业组多年来在周良辅院士、毛颖院长、车晓明主任的指导下，目前已是国内脊髓脊柱、颅颈交界疾病领域最具竞争力的临床与科研中心之一，全面进行各类脊髓脊柱、颅颈交界疾病的外科手术治疗，同时坚持从临床问题出发，开展各类高质量的临床研究与应用基础研究，为推动神外脊柱脊髓学科进步不断努力。