清華新聞網(wǎng)2月28日電 近日，清華大學(xué)機(jī)械系生物制造中心孫偉教授課題組基于跨尺度纖維復(fù)合增材制造技術(shù)，開(kāi)發(fā)了一種導(dǎo)電多尺度纖維神經(jīng)導(dǎo)管（MF-NGC），能夠提供可與天然組織相媲美的多層級(jí)結(jié)構(gòu)和力電性能，在外周神經(jīng)修復(fù)方面具有“一石三鳥(niǎo)”之功效，為組織工程手段治療周?chē)窠?jīng)損傷開(kāi)辟了新的途徑。
外周神經(jīng)損傷（PNI）修復(fù)是神經(jīng)外科領(lǐng)域的關(guān)鍵挑戰(zhàn)之一，自體神經(jīng)移植是治療的金標(biāo)準(zhǔn)，但存在供體有限、供體功能喪失、神經(jīng)瘤形成、神經(jīng)扭曲或脫位、神經(jīng)直徑不匹配等問(wèn)題。因此，近年來(lái)研究者致力于開(kāi)發(fā)其替代品—神經(jīng)導(dǎo)管（NGC），通過(guò)提供機(jī)械支撐和有利微環(huán)境來(lái)促進(jìn)神經(jīng)再生修復(fù)。現(xiàn)有研究表明，各向異性拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和材料電活性可以顯著促進(jìn)外周神經(jīng)損傷的治療效果。然而，現(xiàn)有生物制造技術(shù)仍難以構(gòu)建具有仿生理化微環(huán)境的神經(jīng)導(dǎo)管，極大限制了實(shí)際治療效果。
圖1.導(dǎo)電多尺度纖維神經(jīng)導(dǎo)管的設(shè)計(jì)示意圖
該研究提出的一種導(dǎo)電多尺度纖維神經(jīng)導(dǎo)管（MF-NGC），通過(guò)跨尺度纖維復(fù)合增材制造技術(shù)進(jìn)行制備，包含多種異質(zhì)材料的納/微米取向纖維，具有優(yōu)異的滲透性、電活性和機(jī)械穩(wěn)定性，能夠調(diào)控雪旺細(xì)胞和神經(jīng)元細(xì)胞的定向生長(zhǎng)，通過(guò)大鼠坐骨神經(jīng)缺損模型發(fā)現(xiàn)其能夠快速募集血管細(xì)胞和調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞向M2表型轉(zhuǎn)變，顯著促進(jìn)外周神經(jīng)再生、髓鞘形成和腓腸肌等功能恢復(fù)，為組織工程手段治療周?chē)窠?jīng)損傷提供了一種新思路。
圖2.坐骨神經(jīng)再生修復(fù)評(píng)價(jià)
近日，研究成果以“3D打印導(dǎo)電多尺度纖維神經(jīng)導(dǎo)管促進(jìn)外周神經(jīng)損傷修復(fù)”（3D Printed Conductive Multiscale Nerve Guidance Conduit with Hierarchical Fibers forPeripheral Nerve Regeneration）為題被綜合類(lèi)期刊《先進(jìn)科學(xué)》（Advanced Science）正式錄用并在線(xiàn)發(fā)表。
論文第一作者為清華大學(xué)機(jī)械系生物制造中心方永聰助理研究員，2016級(jí)博士生王程錦（已畢業(yè)）為共同第一作者，通訊作者為清華大學(xué)機(jī)械系生物制造中心主任孫偉教授、熊卓副教授和張磊副研究員。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、清華大學(xué)自主科研計(jì)劃、清華大學(xué)人才引進(jìn)啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中國(guó)博士后科學(xué)基金站前資助等項(xiàng)目支持。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1002/advs.202205744
供稿：機(jī)械系
編輯：李華山
審核：郭玲
