神经可控液态三维支架的构建及其修复大鼠脊髓损机制伤的研究

脊髓损伤(SCI)发病率居高不下,是临床亟待解决的难题。应用组织工程技术制造神经材料桥接修复SCI成为研究的热点。本项目在HEMA-MOETACl水凝胶神经组织工程支架材料制备的基础上，拟采用杂化技术将HEMA-MOETACl水凝胶与可降解高分子材料复合成具有良好机械性能和轴向微管结构的复合材料，并将其与bFGF复合。拟研究交联技术对神经支架材料降解速率的影响，并针对不同的损伤情况设计、制定支架材料的相应规格标准；应用膜片钳技术，从电生理角度探讨具有压电效应的支架材料提高神经再生速度、促进神经修复的机制；依据相应的标准和试验，对构建的组织工程神经支架材料进行生物相容性、生物安全性研究，评价其有效性，为在临床中应用组织工程神经修复SCI提供实验依据。

脊髓损伤是一种严重的神经系统创伤，目前对脊髓损伤的治疗包括早期给予甲基氢化泼尼松等类固醇激素抗炎治疗、外科固定手术等，这些治疗只能改善局部症状，疗效并不明显可靠，寻找新的治疗方法迫在眉睫。近年来神经组织工程成为SCI领域的一个重要研究方向。有研究表明，SCI后形成的空洞和继发性瘢痕阻碍了神经轴突的生长和损伤区神经组织功能的恢复。因此抑制空洞和继发性瘢痕的形成可作为治疗脊髓损伤的新思路。.本实验以HEMA-MOETACL水凝胶作为主要材料，脱细胞血管基质作为外周支撑，并与bFGF进行复合，最终制备出具有轴向微管多孔结构并能缓释bFGF的组织工程支架材料。该材料有良好的生物相容性、液态黏附性、与自体脊髓组织类似及结缔组织、微血管易长入其特有的微孔结构等特点。构建脊髓T9全横断损伤大鼠模型，随机分为三组：Htb组，体内植入可缓释bFGF的支架材料；Ht组，体内植入不含bFGF的支架材料；M组，只进行脊髓T9全横断损伤。8周后检测支架材料对脊髓损伤的治疗效果。脊髓神经电生理功能检测结果表明：与Ht组和M组相比，Htb组的运动诱发电位（MEPs）和体感诱发电位（SSEPs）的波峰潜时都明显缩短（p < 0.05, p < 0.01），而波幅都明显增高（p < 0.05, p < 0.01）。行为学检测结果表明：Htb组的BBB评分明显高于Ht组和M组（p < 0.05）。组织病理学检测结果表明：植入的复合材料可以恢复损伤脊髓解剖上的连续性，并与宿主损伤脊髓残端良好整合；与M组相比，Htb组和Ht组的脊髓损伤区的假性囊肿腔的体积明显减小（p < 0.05）；在水凝胶内部可以检测到大量的结缔组织及RECA-1阳性的血管内皮细胞、NF-160阳性的神经纤丝等，而Htb组水凝胶中的血管和神经纤丝的数量都要明显高于Ht组（p < 0.05）。综上所述，该组织工程支架材料可以显著改善脊髓全横断损伤大鼠的感觉和运动功能；有效桥接空洞，抑制空洞和继发性瘢痕的形成；促进血管和神经纤丝等的向内生长，支持轴突再生生长，为神经细胞和轴突再生提供良好的力学支持。.组织工程支架材料引导和支持轴突的定向生长，维持内环境的稳定，补给神经生长所需的营养物质，三者相互补充，脊髓损伤的治疗有望取得突破性进展。此外，该材料还具有结构简单、生产工艺简单、成本较低、易于手术缝合等优点，因此具有良好的临床应用前景。