《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》:Dual-Regulation Biomimetic Composite Nerve Scaffold with Oriented Structure and Conductive Function for Skin Peripheral Nerve Injury Repair
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皮膚周圍神經損傷修復面臨難題,傳統神經支架功能單一、修復效率低。研究人員設計構建雙調控仿生復合神經支架(CS/PCL 定向納米纖維膜與 CS/SA 離子導電水凝膠復合)。該支架性能優異,能促進神經再生,為相關治療帶來新希望。
在人體的奇妙構造中,皮膚如同精密的 “傳感器”,其豐富的外周神經網絡,讓我們能夠敏銳感知外界的冷暖、觸碰,還能協調肌肉完成各種日常動作?梢坏┢つw遭遇外界傷害,比如割傷、拉伸,外周神經很容易受傷。這不僅會引發神經功能障礙,導致運動和感覺失靈,還會像 “拖后腿” 一樣,阻礙傷口愈合。要是神經損傷長期得不到解決,慢性傷口就會找上門,嚴重影響人們的身體健康。
盡管外周神經細胞具備一定的自我修復能力,但這個過程就像蝸牛爬行一樣緩慢。為了攻克這一難題,來自國內的研究人員挺身而出,開展了一項意義重大的研究。他們致力于研發一種新型的神經支架,希望能為皮膚周圍神經損傷的修復帶來轉機。經過不懈努力,研究人員成功設計并構建出一種雙調控仿生復合神經支架,該研究成果發表在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》雜志上。這一成果為皮膚周圍神經損傷的治療開辟了新道路,有望改善眾多患者的生活質量。
研究人員在此次研究中,主要運用了兩種關鍵技術方法。其一,通過電紡絲技術制備出了殼聚糖(CS)/ 聚己內酯(PCL)定向納米纖維膜,這種技術能夠精準控制納米纖維膜的結構,使其具備獨特的定向排列特性。其二,利用半溶解酸化溶膠 - 凝膠轉變法制備出了 CS / 海藻酸鈉(SA)離子導電水凝膠。通過這兩種技術分別制備出結構層和功能層,再將它們通過物理交聯的方式結合,最終得到雙調控仿生復合神經支架。
制備及表征 CS/PCL 納米纖維膜
神經細胞及其軸突在神經束膜內呈定向排列,軸突內部結構也具有定向延伸的特點,這對于高效的神經信號傳遞至關重要。研究人員基于此,采用電紡絲技術制備具有定向結構的納米纖維膜,模仿神經組織的架構,進而調控神經細胞的生長行為。研究發現,電紡納米纖維膜的取向程度主要受接收裝置速度的影響。通過對接收裝置速度的調整,能夠優化納米纖維膜的性能,為后續構建復合神經支架奠定良好基礎。
雙調控仿生復合神經支架的性能評估
- 分層降解特性:該仿生復合神經支架展現出獨特的分層降解特性,這一特性與神經組織修復過程中對材料降解的不同階段需求相契合,在不同時間為神經再生提供適宜的微環境。
- 優異的取向性:其定向結構優勢明顯,能夠有效引導細胞沿著特定方向遷移、生長和分化,為神經細胞的有序再生提供了有力支持。
- 良好的導電性:離子導電水凝膠賦予支架良好的導電性,增強了內源性電場,這對于促進細胞增殖和分化具有重要意義,進一步加速神經損傷的修復進程。
- 高生物相容性:細胞實驗充分驗證了該支架具備高生物相容性,不會對細胞的正常生理活動產生不良影響,能夠為細胞的生長和代謝提供安全穩定的環境。
細胞實驗驗證
研究人員利用間充質干細胞(MSCs)開展實驗,結果令人驚喜。該支架能夠有效地誘導細胞的定向遷移、生長和分化,顯著增強細胞活性。這意味著它為神經再生營造了一個極為有利的微環境,使得神經細胞能夠在其中更好地生長、修復受損的神經組織。
在這項研究中,研究人員成功開發出一種雙調控仿生復合神經支架,將定向納米纖維膜的結構優勢與離子導電水凝膠的功能特性完美結合,為皮膚周圍神經損傷修復提供了全新的解決方案。這種復合支架的制備參數經過優化,各項性能表現優異,在細胞實驗中展現出強大的促進神經再生能力。
這一研究成果意義非凡,它打破了傳統神經支架功能單一的局限,緊跟組織工程向多功能、仿生材料發展的前沿趨勢。對于治療創傷性神經缺損、術后神經再生等復雜病癥,這種雙調控仿生復合神經支架展現出巨大的潛力,在神經組織工程領域擁有廣闊的應用前景,有望成為未來皮膚周圍神經損傷治療的重要手段,為眾多患者帶來康復的希望 。