仿生力诱导水凝胶促进周围神经再生

目的严重的周围神经损伤(PNI)是重大公共健康问题,导致患者运动或感觉功能障碍,甚至死亡。临床采用自体移植治疗长距离PNI,但受限于患者继发性损伤和额外手术的风险。具有刺激功能的神经导管(NGC)可促进神经再生,但其组成复杂,操作困难,易产生副作用,阻碍其临床转化。传统负载雪旺细胞(SCs)的NGC无方向递送降低神经再生的效率。因此需要更合理的结构设计使NGC能够向远端递送SCs,且维持在远端,诱导轴突从近端向远端生长。方法开发一种基于丝素蛋白的水凝胶,受维管植物反重力运输水分行为的启发,构建力诱导(FI)NGC,引导轴突生长和定向递送SCs,用于修复长距离PNI。结果FI NGC具有梯度孔径的多通道结构,可产生足够的毛细力反重力定向运输水分和细胞,且保持在FI NGC顶端。负载SCs的FI NGC在8周内有效修复12 mm的坐骨神经缺损,新生轴突在神经远端生长并支配目标肌肉。与其他报道的导管,神经功能恢复和神经再生效果更优。结论FI NGC实现反重力定向运输水和细胞,并保持在顶端。负载SCs的FI NGC促进神经运动、感觉和电生理功能恢复,增强远端神经SCs生长、髓鞘和轴突再生及血管再生。本研究为NGC设计提供了新的结构视角,有希望成为治疗长距离PNI的替代方案。