周围神经人工神经修复支架探究进展综述

周围神经人工神经修复支架研究进展

麻开旺1，刘彬1,2，综述，蔡绍皙1，李校堃3，审校

1 重庆大学生物工程学院, 重庆（400030）

2 西南大学生命科学学院, 重庆（400716）

3 温州医学院药学院, 浙江温州（325035）

E-mail：mkw007@

摘要：人类周围神经因伤断裂后具有一定的自我再生的能力，现行临床上对断裂神经的修复有人工神经支架修复和自体移植修复两种。本文对现行合成的和拟生态的人工神经支架的研究进展做一综述。

关键词：人工神经支架，神经修复

1. 引言

目前，在整个世界人口中，深受周围神经功能障碍痛苦的人数在100万以上[1]。根据神经损伤的严重程度，可将这些修复方式分为神经失用症（生理上的神经损伤），轴突断伤（神经内膜完整但轴突的连通性丧失），神经断伤（神经束的完全断裂）。Millesi[2]等通过引入微创外科手术修复法、无张力接合术、缆式神经移植物等方式对神经修复的技术问题进行了深入的研究。

Viterbo 等人发展了一种端对侧面的神经缝合术，也即是将神经断端的远端插入近端然后进行缝合的方式[3]。虽然这种方式神经可以从远端进行生发，但是生发出来的神经质量和数量仍然很低，故此方式也仅只是用做补救之用。

研究表明神经断伤后5周，采用端对端修复方式的受损神经其延伸的能力将减弱24%，特别是远端的延伸能力丧失更甚。这一结果是由于华勒变性(Wallerian degradation)引起的变化所致。如果对神经的拉伸度超过了其残余长度的15 %后，神经内微循环将显著性受到影响[4]，因为过大的张力会导致纤维化，并且还将会从远端起发展一缢痕，这缢痕会对轴突的再生造成障碍。

目前，对于大的神经缺损，自体神经移植的修复方式仍然是临床上采用的“金标准”，即便其仍然存在着供区发病的危险，这种方式的局限是：张力过大、神经束错位、神经活力随时间衰减等问题，以及无血管生成能力。采用这种方式仅只是期望能在其上形成有活力的许旺细胞（Schwann Cell, SC）。可是，当细胞内吸过程发生时，SC相继死亡而成纤维细胞增生，致使疤痕产生，这妨碍了神经功能的正常发挥[5]。为此，人们又发展了人工神经修复支架，许多研究表明人工修复支架在这方面已经显示出潜在的可能和优势。本文主要对现行的人工神经支架，特别是高聚物人工神经导管进行了综述。

2. 人工神经导管

所制作的人工神经导管可分为两类，一类是空腔型导管，另一类是无空腔型导管。对于无空腔型导管，可用凝胶填充以使轴突在其内外生长，阻止轴突随意性生长，同时还可当作神经生长因子和SC的储所。还可在这些支架上种植支持细胞如SC，可负载生长因子，可填充细胞外基质如层粘连蛋白[6]。构建这种导管的目的是维持轴突的生长活力和使得轴突

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能够在支架上穿越生长。事实上，试验结果却显示这样所构建出来的导管，其效果也并非就如所推测的那样理想。出现这样的结果，可能是因“生长因子绿洲”效应 [7]所致。也即是说，在支架内部神经生长因子浓度相当得高，使得轴突只往那“绿洲”处生长而不往其他处生长。这一现象对于硅酮神经导管尤为常见。

2.1高聚物神经导管

2.1.1 不可降解型材料

硅酮是最早用来制作人工神经导管的材料[8]，它是一种易得、惰性的且具有弹性的高聚物。但由于其刚性太强，且不随神经的延张而扩胀，导致了对神经长期性的挤压，减弱了新生血管生成的能力，由此增加了疤痕产生的可能性。即使这样，神经轴突还是能够通过纤维桥接的作用而生长跨越断口。在临床使用中，它对手术部位有极大的刺激性，必须进行二次手术将之取出，故此种方式是不符合临床要求的。

有研究[9]将聚四氟乙烯（PTFE）用来桥接一宽达40 mm的神经缺口，结果发现随着时间的推移，它要压迫神经，引起神经移位再生和刺激。在一组小鼠坐骨神经模型修复再生试验中，比较了可渗透型和不可渗透型神经导管对神经修复再生的效果，结果发现不可吸收型可渗透型神经支架（比如聚丙烯）对神经的再生修复效果要比不可吸收型不可渗透型神经支架（比如硅橡胶）的要好得多。

有研究表明微电流能够引导神经的生长，在材料的表面制造出电位梯度差，由此可刺激神经朝向周围生长[10]。此研究结果启发了人们使用可导电的高聚物如多吡咯（PPy）来作为支架材料的研究。因为电脉冲是发生在表面上的，故用多吡咯作表面涂层理应是可以导电的。Wang [11]等人将多吡咯涂覆到生物可降解的的聚乳酸表面上以形成一复合体。可是他们却发现此复合体的导电性下降了——此复合体仅只能在低频范围内导电。凝胶如聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚磺化苯乙烯分散体( poly 3,4-ethylene dioxy thiophene/poly(styrene sulphonate) )也可以传导电脉冲，也可作为神经导管的填充物。

纳米技术的发展使得人们可以在材料上制造出纳米级的通道。Siwy [12]等采用不对称化学蚀刻技术制造出锥形通道，其可在一可导电的挥发性表面上（特别是在电脉冲传导期间）平衡离子流。这样蚀刻出来的通道能优先地将离子（特别是K+）从通道的较小的一端传输到较大的一端去。同时研究又发现有些生物材料如聚乙烯对苯二酸酯(poly(ethytene terephthalate))能随着电压的变化而允许离子在其中进行交换，而其他的生物材料如聚酰亚胺其允许离子交换的性能却不随电压的变化而变化。

2.2.2可降解型材料

生物可降解材料由于其能够在体内降解，故被认为是具有很大潜力的材料。因为不可降解高聚物材料易于累积一些有毒性的废物，甚至营养因子（导致“生长因子绿洲”现象），一旦再生的轴突穿越断裂神经缺口时，它就会损害神经的功能，相比之下，可降解材料具有比它们更好的潜力和优势[13]。

Chen [14]等人用聚乳酸乙醇酸共聚物[poly(D,L-lactic acid-co-glycolic acid), PLGA]制作出外渗速率大于内渗速率的高渗透性不对称神经导管用于修复鼠10 mm神经缺损时，根据

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