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华南理工大学曹晓东教授和高会场副教授团队 CEJ:压电导管联合多通道导电支架用于周围神经缺损修复
2022-10-05  来源:高分子科技

  周围神经损伤(PNI)是一种常见的外科疾病,通常会造成感觉或运动功能丧失,为患者带来巨大负担。自体移植作为临床神经损伤治疗的“黄金标准”,能够保留患者自身的神经结构以及由雪旺细胞和神经营养因子组成的微环境,但存在供体不足、供区功能丧失等问题。神经组织工程的发展使得神经导管(NGC)成为PNI治疗的新策略,但由于周围神经结构和再生微环境十分复杂,开发一种能够修复长距离神经缺损的NGC来替代自体移植仍然是一项巨大的挑战。


  近期,华南理工大学曹晓东、高会场团队开发了一种具有压电、导电双重电活性的仿生多通道NGC(图1),该NCG以丝素蛋白(SF)为原料,利用梯度冷冻成胶的自交联方式制备具有形状记忆功能的仿生多通道SF冷冻凝胶支架,进一步通过原位聚合得到SF/PEDOT导电支架,并与PVDF/PLCL压电薄膜组装形成双层NGC。该工作制备的多通道NGC具有良好形状记忆性能、机械强度和压电导电性能(图2-3),体外实验表明双重电活性支架能够促进雪旺细胞增殖、成熟、成髓鞘(图4),同时促进PC12细胞向神经元分化和轴突延伸(图5)。体内大鼠10 mm坐骨神经缺损模型评价神经修复效果,结果显示双重电活性NCG能够有效实现从近端到远端的神经再生,并促进新生血管的长入和成熟,新生神经的电生理功能、坐骨神经指数、腓肠肌恢复与自体移植组无显著性差异(图6-8)。该工作以“Piezoelectric conduit combined with multi-channel conductive scaffold for peripheral nerve regeneration”为题发表于《Chemical Engineering Journal》,第一作者为华南理工大学2019级硕士生马莹,通讯作者为华南理工大学曹晓东教授、高会场副教授。 



1 具有压电性和导电性的多通道NGC的制备及其在周围神经修复中的应用 



2 SF/PEDOT多通道导电支架的形貌以及稳定性 



3 PVDF/PLCL薄膜的压电性能和力学性能 



4 双重电活性支架促进雪旺细胞增殖、成熟、成髓鞘 


5 双重电活性支架促进PC12细胞向神经元分化和轴突的延伸


 图6 新生神经的形态学分析和血管化评估


 图7 坐骨神经功能恢复评估


 图8 腓肠肌萎缩的恢复


  该工作是团队近期关于功能化电活性材料应用于外周神经修复的最新进展之一。在此之前,团队对电活性材料在外周神经修复领域的应用做了系统综述,对常见的应用于外周神经修复的电活性材料设计及其性能和电活性材料在神经修复中发挥的作用做了详细介绍(Biomater. Sci. DOI: 10.1039/d2bm01216b)。同时,团队立足于神经再生修复,开展了一系列神经导管的研究,例如将拓扑结构构建应用于神经导管构建对拓扑结构构建及其对神经细胞行为的调控做了系统综述J. Mater. Chem. B 2021, 9, 32),构建表面具有定向拓扑结构的组织工程支架用于骨组织中神经再生修复(Langmuir, 2015, 31, 24),并基于原位聚合制备高机械强度的纤维素/聚吡咯复合气凝胶导电神经导管Angew. Chem. Int. Edit. 2014, 53, 21


  原文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894722049038

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(责任编辑:xu)
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