双调控仿生复合神经支架:开启皮肤周围神经损伤修复新征程

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 5.4

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  皮肤周围神经损伤修复面临难题,传统神经支架功能单一、修复效率低。研究人员设计构建双调控仿生复合神经支架(CS/PCL 定向纳米纤维膜与 CS/SA 离子导电水凝胶复合)。该支架性能优异,能促进神经再生,为相关治疗带来新希望。

  
在人体的奇妙构造中,皮肤如同精密的 “传感器”,其丰富的外周神经网络,让我们能够敏锐感知外界的冷暖、触碰,还能协调肌肉完成各种日常动作。可一旦皮肤遭遇外界伤害,比如割伤、拉伸,外周神经很容易受伤。这不仅会引发神经功能障碍,导致运动和感觉失灵,还会像 “拖后腿” 一样,阻碍伤口愈合。要是神经损伤长期得不到解决,慢性伤口就会找上门,严重影响人们的身体健康。

尽管外周神经细胞具备一定的自我修复能力,但这个过程就像蜗牛爬行一样缓慢。为了攻克这一难题,来自国内的研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究。他们致力于研发一种新型的神经支架,希望能为皮肤周围神经损伤的修复带来转机。经过不懈努力,研究人员成功设计并构建出一种双调控仿生复合神经支架,该研究成果发表在《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》杂志上。这一成果为皮肤周围神经损伤的治疗开辟了新道路,有望改善众多患者的生活质量。

研究人员在此次研究中,主要运用了两种关键技术方法。其一,通过电纺丝技术制备出了壳聚糖(CS)/ 聚己内酯(PCL)定向纳米纤维膜,这种技术能够精准控制纳米纤维膜的结构,使其具备独特的定向排列特性。其二,利用半溶解酸化溶胶 - 凝胶转变法制备出了 CS / 海藻酸钠(SA)离子导电水凝胶。通过这两种技术分别制备出结构层和功能层,再将它们通过物理交联的方式结合,最终得到双调控仿生复合神经支架。

制备及表征 CS/PCL 纳米纤维膜


神经细胞及其轴突在神经束膜内呈定向排列,轴突内部结构也具有定向延伸的特点,这对于高效的神经信号传递至关重要。研究人员基于此,采用电纺丝技术制备具有定向结构的纳米纤维膜,模仿神经组织的架构,进而调控神经细胞的生长行为。研究发现,电纺纳米纤维膜的取向程度主要受接收装置速度的影响。通过对接收装置速度的调整,能够优化纳米纤维膜的性能,为后续构建复合神经支架奠定良好基础。

双调控仿生复合神经支架的性能评估


  1. 分层降解特性:该仿生复合神经支架展现出独特的分层降解特性,这一特性与神经组织修复过程中对材料降解的不同阶段需求相契合,在不同时间为神经再生提供适宜的微环境。
  2. 优异的取向性:其定向结构优势明显,能够有效引导细胞沿着特定方向迁移、生长和分化,为神经细胞的有序再生提供了有力支持。
  3. 良好的导电性:离子导电水凝胶赋予支架良好的导电性,增强了内源性电场,这对于促进细胞增殖和分化具有重要意义,进一步加速神经损伤的修复进程。
  4. 高生物相容性:细胞实验充分验证了该支架具备高生物相容性,不会对细胞的正常生理活动产生不良影响,能够为细胞的生长和代谢提供安全稳定的环境。

细胞实验验证


研究人员利用间充质干细胞(MSCs)开展实验,结果令人惊喜。该支架能够有效地诱导细胞的定向迁移、生长和分化,显著增强细胞活性。这意味着它为神经再生营造了一个极为有利的微环境,使得神经细胞能够在其中更好地生长、修复受损的神经组织。

在这项研究中,研究人员成功开发出一种双调控仿生复合神经支架,将定向纳米纤维膜的结构优势与离子导电水凝胶的功能特性完美结合,为皮肤周围神经损伤修复提供了全新的解决方案。这种复合支架的制备参数经过优化,各项性能表现优异,在细胞实验中展现出强大的促进神经再生能力。

这一研究成果意义非凡,它打破了传统神经支架功能单一的局限,紧跟组织工程向多功能、仿生材料发展的前沿趋势。对于治疗创伤性神经缺损、术后神经再生等复杂病症,这种双调控仿生复合神经支架展现出巨大的潜力,在神经组织工程领域拥有广阔的应用前景,有望成为未来皮肤周围神经损伤治疗的重要手段,为众多患者带来康复的希望 。

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