多通道纤维素/大豆蛋白质复合海绵神经导管的构建及其神经修复功能的研究

构建由可降解生物材料、种子细胞和神经营养因子组成的神经导管是神经组织工程的重要内容。我们的研究表明，由纤维素/大豆蛋白质复合膜制备的中空导管对周围神经缺损具有一定修复作用，但存在降解速度慢、神经再生速度慢和神经功能重建程度不高等问题。为解决这些问题，本项目拟制备纤维素/大豆蛋白质复合海绵，在圆柱形海绵材料内设计平行于长轴的微米级多通道，在通道内培养高度定向排列的雪旺氏细胞，再结合神经营养因子，构建海绵结构和多通道结构融为一体的新型神经导管。海绵材料具有良好的降解性，多通道结构具有通道数量多、内径小的特点，可从微观结构上引导神经束再生，因此有望获得降解速度适中、神经再生速度快和神经功能重建程度高的新型神经导管。最后通过动物实验，修复周围神经缺损，揭示海绵结构和多通道结构对神经再生速度及神经功能重建程度的影响规律，探讨导管结构对神经再生的微观结构引导机理，阐明结构设计对神经组织工程的重要意义。

周围神经缺损的修复具有重要理论意义和临床应用价值。前期工作表明，基于纤维素/大豆蛋白复合膜材料的神经导管具有修复神经缺损的功能，但其体内降解性有待提高。为此，本工作首先比较了化学组成相同、只有一个管腔的纤维素/大豆蛋白质复合膜导管与纤维素/大豆蛋白质复合海绵导管的神经修复功能，结果表明，在同条件下，复合海绵导管的神经缺损修复效果更好，主要原因是其具有更多的孔结构、更好的通透性能和更好的降解性能。但是，由于该类导管只有一个管腔，所以管腔直径较大，从而对神经再生的“微观引导”作用不强，且再生神经纤维在管腔内易发生偏离直线方向，使得修复效果欠佳。于是，我们提出多通道海绵神经导管的构想，设计出具有自主知识产权的模具，然后在圆柱形纤维素/大豆蛋白质复合海绵材料内构建平行于长轴的微米级多通道，制备通道数(即管腔数)分别为1、3和7通道的纤维素/大豆蛋白质复合海绵神经导管，以大鼠为动物模型，综合评价其神经修复功能，重点评价通道数目、通道内表面积对其修复效果的影响；结果表明，3通道和7通道导管具有比1通道更好的修复效果，从而提出了多通道结构具有通道数量多、内径小、通道内表面积大的特点，可从微观结构上引导神经束再生的可能机理。为了进一步证明多通道海绵导管的修复效果和相关机理，同时提高导管材料的体内降解速率，我们又以具有良好溶解性的羟乙基纤维素代替纤维素，经一定程度交联制备1、3、7通道的羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合海绵神经导管，并用于大鼠周围神经缺损的修复；结果表明，7通道的羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合海绵神经导管具有最好的修复效果；同时，我们的工作也证明，在相同化学组成和相同通道数目时，在通道内结合神经生长因子和种子细胞构建而成的复合型神经导管，其修复效果优于单纯导管材料组成的神经导管。所以，本工作不仅获得了一类基于天然高分子及其衍生物的具有降解速度适中、神经再生速度快和神经功能重建程度高的新型神经导管，而且还初步分析了多通道导管具有更好的微观引导作用的机理，为其临床应用提供了理论依据和实验数据。