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  近日，東華大學(xué)洪楓教授團(tuán)隊(duì)先通過(guò)高碘酸鈉氧化細(xì)菌纖維素（BNC）獲得體內(nèi)可降解的氧化細(xì)菌纖維素（OBC），然后利用液體施壓技術(shù)將殼聚糖/神經(jīng)生長(zhǎng)因子（CS/NGF）混合溶液快速均一地壓入OBC管壁內(nèi)的納米纖維網(wǎng)絡(luò)，再通過(guò)離子凝膠法降低CS溶解度，在纖維網(wǎng)絡(luò)中原位形成微球，獲得負(fù)載了NGF的殼聚糖微球/氧化細(xì)菌纖維素（NGF@CSNPs/OBC）復(fù)合管，通過(guò)理化性能、細(xì)胞相容性和大鼠坐骨神經(jīng)缺損模型修復(fù)等研究，詳細(xì)評(píng)價(jià)了該復(fù)合管作為神經(jīng)導(dǎo)管的潛力。該成果以In situ fabrication of nerve growth factor encapsulated chitosan nanoparticles in oxidized bacterial nanocellulose for rat sciatic nerve regeneration為題，發(fā)表于Biomacromolecules（DOI: 10.1021/acs.biomac.1c00947）上。

  該研究巧妙地利用OBC的天然納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為物理分散相和硫酸根離子降低CS溶解度的特點(diǎn)，充分結(jié)合了BNC和CS兩種材料各自的優(yōu)點(diǎn)，并將NGF原位包封在CSNPs內(nèi)部（圖1）。該技術(shù)工藝綠色簡(jiǎn)便，不引入有毒化學(xué)交聯(lián)劑和分散劑，復(fù)合均勻高效，為神經(jīng)組織工程提供了一種新的材料和思路。

圖1 文章設(shè)計(jì)概念圖

  由于車(chē)禍、疾病、自然災(zāi)害等，世界上每年有數(shù)百萬(wàn)人的周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)遭受重大損傷，嚴(yán)重侵害了患者的生活質(zhì)量。目前臨床上治療的金標(biāo)準(zhǔn)是自體神經(jīng)移植，但存在供體神經(jīng)缺乏、易引起繼發(fā)性創(chuàng)傷和形成神經(jīng)瘤等問(wèn)題�；谏窠�(jīng)組織工程理論，神經(jīng)導(dǎo)管能夠?yàn)槭軗p神經(jīng)提供合適的微環(huán)境，引導(dǎo)周?chē)窠?jīng)修復(fù)和再生。選擇合適的材料制備理想的神經(jīng)導(dǎo)管，更加有效地修復(fù)周?chē)窠?jīng)缺損（PNI）是急需解決的關(guān)鍵問(wèn)題。

  東華大學(xué)洪楓教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種CS與BNC新的復(fù)合工藝，成功制備了NGF@CSNPs/OBC新型神經(jīng)導(dǎo)管（圖2）。該神經(jīng)導(dǎo)管呈類(lèi)細(xì)胞外基質(zhì)樣多孔結(jié)構(gòu)，具有抗菌活性、體內(nèi)可降解性和生物相容性。與自體神經(jīng)移植或商業(yè)神經(jīng)導(dǎo)管相比，該導(dǎo)管以O(shè)BC作為第一3D支架，具有良好力學(xué)性能，同時(shí)可為神經(jīng)再生提供合適的微環(huán)境；而CSNPs和NGF作為添加劑，賦予導(dǎo)管抗菌性能（圖3），加速神經(jīng)再生。將導(dǎo)管用于大鼠10 mm坐骨神經(jīng)缺損模型的修復(fù)（圖4），通過(guò)形態(tài)學(xué)、功能恢復(fù)、組織學(xué)、免疫熒光染色、超微結(jié)構(gòu)分析顯示，復(fù)合導(dǎo)管可有效促進(jìn)結(jié)構(gòu)修復(fù)和功能恢復(fù)，效果接近于自體移植組（圖5）。綜上所述，NGF@CSNPs/OBC NGC促進(jìn)PNI的修復(fù)和再生，為臨床應(yīng)用提供了一種很有潛力的替代方法。

圖2  神經(jīng)導(dǎo)管理化性能表征。（A）宏觀形貌；（B）復(fù)合管的一端和（C）內(nèi)表面的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡照片；（D）殼聚糖微球的直徑分布；（E）FT-IR 波譜；（F）XPS 曲線(xiàn)和管內(nèi)表面上的元素比率；（G）氧化細(xì)菌纖維素OBC的電導(dǎo)率滴定曲線(xiàn)；（H）應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)；（I）DTG 失重曲線(xiàn)；（J）管材在PBS緩沖液中的體外降解動(dòng)力學(xué)；（K）復(fù)合管在PBS緩沖液中的NGF累積釋放規(guī)律，圖中#表明P > 0.05。

圖3  不同導(dǎo)管樣品對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌活性。（A）菌落對(duì)數(shù)值；（B）不同稀釋倍數(shù)的細(xì)菌孵育后形成菌落；（C）不同樣品孵育后的細(xì)菌形態(tài)。

圖4  （A）手術(shù)期間及術(shù)后第4和第9周時(shí)的神經(jīng)導(dǎo)管和自體神經(jīng)移植的坐骨神經(jīng)修復(fù)效果照片；（B）第4周和（C）第9周再生神經(jīng)的直徑統(tǒng)計(jì)；（D）術(shù)后足跡分析（左側(cè)為正常足，右側(cè)為實(shí)驗(yàn)足）以及（E）坐骨神經(jīng)功能指數(shù)SFI的統(tǒng)計(jì)分析。

圖5  術(shù)后第4、9周再生坐骨神經(jīng)的橫切面超微結(jié)構(gòu)。移植后（A）4周和（B）9周，神經(jīng)導(dǎo)管和自體移植再生神經(jīng)的透射電鏡圖像；（C-F）髓鞘厚度和髓鞘軸突數(shù)目。

  論文第一作者為東華大學(xué)化學(xué)化工與生物工程學(xué)院碩士生韋昭，通訊作者為細(xì)菌納米纖維制造及復(fù)合技術(shù)科研基地的洪楓教授。該研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事細(xì)菌纖維素的低成本高效制備及其高附加值醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究（https://www.researchgate.net/profile/Feng_Hong2），包括在細(xì)菌纖維素基小口徑人工血管、神經(jīng)導(dǎo)管、止血海綿、載藥纖維素緩釋凝膠、功能敷料等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域開(kāi)展了大量工作。

  全文下載鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.biomac.1c00947