神经损伤，常由创伤、手术及感染等因素引发，往往导致患者感觉与运动功能的丧失，严重影响其生活质量。在外周神经损伤的治疗中，由于神经再生能力有限，自体神经移植虽仍是临床应对神经缺损的金标准，但其应用却受限于供体神经短缺、供区并发症以及治疗成本高昂等问题，亟需探索更理想的替代方案。神经引导导管（NGC）在此背景下展现出巨大潜力，尤其对于长间隙神经再生具有重要意义。其中，能够结合电刺激（ES）的NGC因其能够提供局部生物电场，加速髓鞘再生和轴突生长，成为该领域的研究热点。然而，传统的电刺激疗法多依赖侵入性的设备或装置，这不仅增加了感染风险，也限制了患者的活动能力，从而再一定程度上阻碍了其临床应用。

  中国科学院北京纳米能源与系统研究所李琳琳团队前期研究发现，聚偏二氟乙烯（PVDF）压电薄膜及压电纤维产生的压电势能够有效诱导干细胞的神经分化，充分展示出其在神经修复领域具有的巨大应用潜能（Adv. Mater. 2021, 2106317；Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1900372）。然而，PVDF在生物体内无法实现生物降解，这不仅会导致神经再生过程明显滞后，还存在一定的生物安全性风险。为了解决这些关键问题，近日，团队进一步设计了一种基于氨基酸的可生物降解压电神经导管（图1）。该导管由定向排列的β-甘氨酸（β-Gly）-聚己内酯（PCL）复合纳米纤维（PCL-β-Gly）组成，通过一步静电纺丝工艺获得。PCL-β-Gly在超声或商用筋膜枪的机械刺激作用下，能够稳定产生表面压电势与电刺激，进而有效促进周围神经的再生。体内外实验结果均表明，该压电刺激可显著增强Schwann细胞的髓鞘形成能力和神经细胞的神经突生长，成功实现了对大鼠10 mm坐骨神经缺损的结构修复，使受损大鼠的运动功能恢复达99%，神经传导功能恢复96%，其修复效果效果与自体移植组相当。

图1 PCL-β-Gly压电神经引导导管及用于周围神经再生的示意图

图2 PCL-β-Gly神经引导导管的制备工艺和形貌结构表征

图3 PCL-β-Gly纳米纤维的结构和压电特性表征

  通过扫描电镜、X射线衍射（XRD）、 傅里叶变换红外光谱（FTIR）、压电力显微镜（PFM）等表征手段，证明了PCL-β-Gly神经引导导管中β相甘氨酸的压电特性。进一步通过压电纳米发电机的电学输出测试，验证了PCL-β-Gly纳米纤维的优异压电性与稳定性。体外细胞实验证实，该导管不仅具有良好的生物相容性，且在筋膜枪振动刺激下，压电效应产生的电刺激与纳米纤维的定向拓扑结构共同作用，显著促进Schwann细胞的髓鞘形成及神经细胞的神经突数量和长度。在10毫米大鼠坐骨神经缺损模型中，通过S100和NF200免疫荧光染色和甲苯胺蓝髓鞘染色双重验证，PCL-β-Gly导管在筋膜枪振动辅助下（P-G + V），实现了坐骨神经的有效修复。术后12周运动功能评估显示，P-G+V组腓肠肌湿重比恢复达99%，肌纤维直径显著提升，步态分析（SFI指数）和复合肌肉动作电位（CMAP）恢复率达96%，效果与自体移植组相当。

图4 PCL-β-Gly纳米纤维对Schwann细胞和神经细胞行为的影响

图5 PCL-β-Gly压电NGC用于大鼠坐骨神经（10 mm）神经再生

图6 外周神经组织再生治疗后运动功能恢复的评估

  总之，该工作研发了基于β-甘氨酸的可降解压电神经引导导管，通过商用筋膜枪产生的低频机械振动，有效激发压电效应产生电刺激，最终成功实现长间隙神经缺损的有效修复。这些结构证明了该导管在神经修复领域的巨大潜力，为外周神经以及其它组织的损伤修复领域带来了新的机遇。相关研究成果以“Biodegradable Piezoelectric Amino Acid Nerve Guidance Conduit Repairs Long-Gap Nerve Defect Under Low Frequency Vibration from Massage Gun”为题发表于Advanced Functional Materials。论文共同第一作者为中国科学院北京纳米能源与系统研究所的硕士生陈庚琳和博士生胡全红，通讯作者为李琳琳研究员。

  论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202510947