雪旺细胞定向组装并复合微通道导电支架用于修复周围神经缺损的研究

合成新材料并将它们加工成新型支架是周围神经组织缺损修复领域亟待研究的课题。本项目将分别合成导电聚吡咯纳米粒子和壳聚糖-聚己内脂共聚物，首创性地将它们制备成具有半透膜特征、降解率可调和其它优良性质的复合物并将它们用于周围神经组织工程。首次利用梯度结晶技术将新材料加工成内含众多平行排列、均匀分布而且纵向贯通支架的微通道型导电支架，并利用自制设备实现雪旺细胞在微通道内的定向组装及Büngner带的搭建。创新性地将磁场引入作为周围神经缺损修复过程中微电流刺激的发生源，避免了使用导电型支架时电极和导线导致的二次手术和其它副作用。通过动物实验证实这些具有半透膜特征、导电性质和仿生特点的新支架对周围神经缺损修复与重建的优越性。这些研究不仅为发展新型生物材料作出理论上的重要贡献，也将极大地丰富和拓展周围神经缺损修复方法学。研究成果不仅对神经组织工程的发展具有重要的科学意义，而且具有重大的应用价值。

基于特定结构导管和结合周围神经组织中具有成鞘功能的雪旺细胞并利用微电流刺激等对缺损长度达25mm或以上的周围神经损伤进行修复和重建。首先合成了导电聚吡咯(PPy)纳米粒子并将其复合到壳聚糖-聚己内脂的共混物(CS/PCL)基质或共聚物(CS-g-PCL)基质中成功获得了高电导率和很低导电阈值而且基质可体内降解的PPy/CS/PCL型和PPy/CS-g-PCL型导电生物材料。利用这些材料成功制备出可调控微通道结型导管。另将神经生长因子(NGF)复合到导管中，由此发展出一类多功能周围神经损伤修复导管。通过控制CS/PCL或CS-g-PCL的结构和性质以及导管内微通道的直径和数量可有效调控这类导管的主要物理、化学和生物性质等；NGF的活性被有效保持而且通过控制因子的初始载量可有效调控NGF的释放行为。动物体内研究表明优化获得的多功能微通道型导管能显著增强诱向再生；修复早期的间歇性微电流刺激能显著提高神经再生速率；微通道型导管结合微电流刺激能明显提高新生神经组织的功能恢复。研究结果阐明了这类导管修复长段周围神经损伤的部分机理，也为后续临床研究打下了良好基础。