可吸收脊髓损伤修复材料的结构与功能仿生研究

在对脊髓解剖结构、脊髓创伤处可能的病理生理变化深入解析基础上，以可降解吸收功能性聚氨酯为原料，模仿脊髓白质/灰质的几何解剖形态和细胞外基质结构，构筑出一种具有纳米纤维结构、并经成粘连蛋白衍生短肽修饰的仿生人工神经支架。以此为基质，研究材料的化学组成、纤维结构、短肽密度等对神经干细胞的存活、粘附、分化和增殖的影响，考察其对轴突生长、突触形成及神经网络建立的促进作用。进一步在人工导管中设计硫酸软骨素酶ABC的缓释体系，通过体内动物实验考察原位药物缓释对脊髓损伤后胶质瘢痕形成的抑制作用及对脊髓损伤修复效果。为采用组织工程技术修复脊髓损伤提供临床应用的科学依据。.该项目的研究在推动对于脊髓损伤再生问题理解的基础上，发展了具有独立知识产权的新材料和新方法，也为组织工程其它材料的物理和化学仿生设计提供了科学参考。

脊髓损伤是一种难治性的中枢神经疾病。随着病程的发展，各种毒性因子会导致损伤的面积逐渐增大，并在损伤区形成胶质瘢痕。因此，移植具有促进神经再生功能的支架是一种综合考虑了各方因素的有效手段。本项目主要研究内容是对支架的物理结构和生物功能进行仿生，为移植的外源性神经细胞营造一个增殖、分化并与与宿主神经元建立联系的微环境，最后实现修复的目的。项目首先设计了具有引导神经轴突定向生长的多纵向通道、通道之间呈纳米纤维结构的导管，体外证明这种纳米纤维结构具有刺激神经干分化为神经元的作用。在此基础上，在导管中负载神经营养因子NT-3并实现稳定释放（未见暴释），通过体内外的实验证明，释放的NT-3在体外诱导神经干分化为神经元的比例高达80%，而在体内也达45%，移植入大鼠体内分化的神经元可与宿主神经元重新建立突触连接，宿主皮质脊髓束再生并与移植的神经元建立连接，促进大鼠后肢运动功能的恢复。行为学及电生理检测结果表明，实验组后肢运动功能其BBB评分可达8分。这是目前文献报道采用组织工程技术修复脊髓损伤全横断模型中所获得的最好效果。