中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院人體組織與器官退行性研究中心趙曉麗團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)附屬第六人民醫(yī)院范存義團(tuán)隊(duì)在快速構(gòu)建多通道神經(jīng)導(dǎo)管方面的研究取得進(jìn)展。相應(yīng)成果“Bioinspired multichannel nerve guidance conduit based on shape memory nanofibers for potential application in peripheral nerve repair(基于形狀記憶納米纖維的多通道神經(jīng)導(dǎo)管在周圍神經(jīng)修復(fù)中的潛在應(yīng)用)”于 2020 年 8 月 13 日在ACS Nano上發(fā)表。 長段神經(jīng)缺損通常會(huì)損傷靶器官，造成一個(gè)較高的致殘率。從結(jié)構(gòu)出發(fā)，仿生天然神經(jīng)束制備的多通道神經(jīng)導(dǎo)管能有效防止軸突分散、減少神經(jīng)錯(cuò)配，更加有利于神經(jīng)功能的恢復(fù)。利用簡(jiǎn)便快捷的方法實(shí)現(xiàn)多通道神經(jīng)導(dǎo)管的構(gòu)建對(duì)修復(fù)周圍神經(jīng)長段缺損意義重大。

該研究提出將溫度響應(yīng)的形狀記憶聚合物引入神經(jīng)導(dǎo)管的構(gòu)建，通過靜電紡絲技術(shù)制備雙層納米纖維膜，利用材料特有的形狀記憶特性實(shí)現(xiàn)體溫下形變響應(yīng)，快速構(gòu)建多通道神經(jīng)導(dǎo)管。隨后，通過調(diào)整聚合物的組分選擇適合體溫響應(yīng)的材料，采用 SEM(透射電鏡)、DSC(差示掃描量熱法)以及拉力測(cè)試對(duì) PLATMC(聚丙交酯-三亞甲基碳酸酯)纖維膜性質(zhì)進(jìn)行表征。同時(shí)，對(duì)多通道導(dǎo)管的自成型時(shí)間和生物安全性進(jìn)行測(cè)試，并對(duì) RSC96 和 PC12 細(xì)胞在導(dǎo)管中的增殖和分化進(jìn)行評(píng)價(jià)。最后，通過構(gòu)建大鼠坐骨神經(jīng)缺損模型，將制備的神經(jīng)導(dǎo)管用于神經(jīng)缺損的修復(fù)與再生。

該研究利用材料本身的形狀記憶特性實(shí)現(xiàn)了體溫下形變響應(yīng)，快速構(gòu)建了多通道神經(jīng)導(dǎo)管。同時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)壁的取向纖維結(jié)構(gòu)能夠引導(dǎo)神經(jīng)突觸生長。該神經(jīng)導(dǎo)管的構(gòu)建方式實(shí)現(xiàn)了雪旺細(xì)胞在導(dǎo)管中的均勻負(fù)載和高密度生長，取向的導(dǎo)管內(nèi)壁結(jié)構(gòu)顯著地促進(jìn)了神經(jīng)突觸的延伸。通過構(gòu)建大鼠坐骨神經(jīng)缺損模型，將制備的神經(jīng)導(dǎo)管用于神經(jīng)缺損的修復(fù)與再生。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與中空導(dǎo)管相比，制備的多通道導(dǎo)管有效地促進(jìn)了缺損神經(jīng)的再生和功能的恢復(fù)。

該項(xiàng)工作為神經(jīng)導(dǎo)管的構(gòu)建和制備提供了新的策略和方法，也為臨床周圍神經(jīng)長段缺損的修復(fù)提供了新的治療選擇。

[1] Wang J, Xiong H, Zhu TH, et al. Bioinspired multichannel nerve guidance conduit based on shape memory nanofibers for potential application in peripheral nerve repair [J]. ACS Nano, 2020, 14(10): 12579-12595.