脊髓损伤是中枢神经系统的严重创伤性疾病，其治疗一直是神经医学的难点。损伤后患者体内会出现氧化应激失衡和线粒体功能障碍，这直接抑制了神经元存活和轴突再生，成为功能恢复的主要障碍。如何有效缓解这些病理过程、恢复神经功能，是神经再生医学亟待解决的问题。 针对该难题，黄飞教授团队采用了创新的材料设计方案。研究人员通过铈离子插层技术对Ti3C2Tx纳米片进行界面调控，构建了Ti3C2Tx-Ce导电水凝胶体系。Ce³⁺离子与Ti₃C₂Tₓ表面形成配位作用，生成具有氧化还原活性的Ce(OH)ₓ层，建立起可逆的Ce³⁺/Ce⁴⁺循环结构。这种设计既增强了材料的导电稳定性——又能持续高效清除活性氧——从分子层面解决了氧化应激问题。 体外实验表明，该导电水凝胶具有显著的生物学效应。Ti3C2Tx-Ce纳米片能有效减少线粒体内的活性氧积累，促进ATP生成，缓解线粒体功能障碍。同时还能促进神经元的电活动，增强钙离子内流，支持电信号传导，满足神经元的能量需求。这些作用得益于材料表面的Ce(OH)x层能够维持细胞内的氧化还原稳态和电生理传导性。 体内实验深入验证了该材料的神经保护和促进再生功能。研究发现，导电水凝胶能显著抑制星形胶质细胞的反应性激活，通过调节PI3K/Akt-S6信号通路，促进树突结构和神经元轴突的重建，表明该材料既能保护受损神经元，也能主动促进神经网络重塑和功能恢复。 该研究成果已被国际顶级期刊《Advanced Functional Materials》录用。该期刊是中科院一区TOP期刊，影响因子为19.0。研究团队由博士后王维康、博士研究生刘卿和硕士研究生吕昂作为并列第一作者，黄飞、张璐萍、李黎明、赵为为等四位教授作为共同通讯作者。研究得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、烟台市校地融合项目、山东省青创团队项目等多项基金支持。
脊髓损伤等神经系统重大疾病的突破既需要临床经验积累，也需要材料与机制层面的源头创新。这项研究通过多功能材料重塑损伤微环境，兼顾电信号传导与能量代谢调节，说明了基础研究对临床难题的直接回应。下一步的关键是在更贴近临床的条件下验证疗效与安全性，推动标准化制备与临床转化应用。