周圍神經損傷(PNI)是一種常見的外科疾病,通常會造成感覺或運動功能喪失,為患者帶來巨大負擔。自體移植作為臨床神經損傷治療的“黃金標準”,能夠保留患者自身的神經結構以及由雪旺細胞和神經營養因子組成的微環境,但存在供體不足、供區功能喪失等問題。神經組織工程的發展使得神經導管(NGC)成為PNI治療的新策略,但由于周圍神經結構和再生微環境十分復雜,開發一種能夠修復長距離神經缺損的NGC來替代自體移植仍然是一項巨大的挑戰。
近期,華南理工大學曹曉東、高會場團隊開發了一種具有壓電、導電雙重電活性的仿生多通道NGC(圖1),該NCG以絲素蛋白(SF)為原料,利用梯度冷凍成膠的自交聯方式制備具有形狀記憶功能的仿生多通道SF冷凍凝膠支架,進一步通過原位聚合得到SF/PEDOT導電支架,并與PVDF/PLCL壓電薄膜組裝形成雙層NGC。該工作制備的多通道NGC具有良好的形狀記憶性能、機械強度和壓電、導電性能(圖2-3),體外實驗表明雙重電活性支架能夠促進雪旺細胞增殖、成熟、成髓鞘(圖4),同時促進PC12細胞向神經元分化和軸突延伸(圖5)。體內大鼠10 mm坐骨神經缺損模型評價神經修復效果,結果顯示雙重電活性NCG能夠有效實現從近端到遠端的神經再生,并促進新生血管的長入和成熟,新生神經的電生理功能、坐骨神經指數、腓腸肌恢復與自體移植組無顯著性差異(圖6-8)。該工作以“Piezoelectric conduit combined with multi-channel conductive scaffold for peripheral nerve regeneration”為題發表于《Chemical Engineering Journal》,第一作者為華南理工大學2019級碩士生馬瑩,通訊作者為華南理工大學曹曉東教授、高會場副教授。
圖1 具有壓電性和導電性的多通道NGC的制備及其在周圍神經修復中的應用
圖2 SF/PEDOT多通道導電支架的形貌以及穩定性
圖3 PVDF/PLCL薄膜的壓電性能和力學性能
圖8 腓腸肌萎縮的恢復
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722049038
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