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Chem. Eng. J. | 代方银/李智团队构建逐层降解丝胶神经导管,为长距离周围神经损伤修复提供仿生新策略

发布时间:2026-05-16

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2026511日,iQQtv iQQtv 代方银教授/李智副教授团队在国际顶级学术期刊《Chemical Engineering Journal》(中科院1TOP期刊, IF2025=13.2)在线发表了题为Layer-by-layer degrading sericin nerve guidance conduit for peripheral nerve injury repair的研究成果。该研究设计并制备了一种具有外层-中层-内层逐层降解特性的丝胶基神经导管,成功实现了降解速率与周围神经损伤修复过程的时序同步,为长距离神经缺损的临床治疗提供了全新仿生策略。



周围神经损伤是临床常见的外伤性疾病,常导致感觉、运动功能障碍。尽管自体神经移植仍是金标准,但受限于供体神经来源有限及术后供区并发症等问题。近年来,人工神经导管虽取得一定进展,但多数设计忽略了降解速率与神经再生不同阶段之间的动态匹配。若导管降解过快,易导致支撑不足、神经瘤形成;降解过慢,则可能阻碍轴突延伸、诱发纤维包裹,甚至需二次手术。

针对这一关键科学问题,代方银教授团队利用天然丝胶蛋白(Sericin)、明胶(Gelatin)及PLGA构建了一种多层逐层降解结构的神经导管。其中,外层采用降解较慢(>4周)的PLGA/SS-25E电纺纤维膜,提供稳定力学支撑,抵抗外部应力并抑制瘢痕形成;中层选用降解时间适中(2–4周)的PLGA/SS-50E纤维膜,引导轴突生长与髓鞘化;内层填充降解最快(<2周)的SS/G-1水凝胶,促进施万细胞招募、轴突导向及神经桥接。该逐层降解设计从内向外依次降解,与周围神经损伤后沃勒氏变性、轴突桥接、髓鞘化及功能重建等阶段高度同步。

研究表明,丝胶蛋白的引入可显著提升材料的亲水性与细胞相容性,其RGD序列通过有效激活施万细胞整合素介导的信号通路,促进细胞粘附、铺展及形态成熟。体内实验采用大鼠10mm坐骨神经缺损模型,逐层降解神经导管的水凝胶内层在术后2周内快速降解为轴突延伸腾出空间,2–4周中层纤维膜辅助轴突生长后降解,4–8周外层纤维膜逐渐降解并同时完成神经重塑。与缓慢降解对照组相比,逐层降解导管组在步态分析(SFI指数)、热痛觉恢复、腓肠肌湿重比、胶原纤维面积、髓鞘厚度(TEM)及施万细胞标志物(S100、NGF、GFAP)表达等方面评估均显著优于对照组,效果媲美于自体神经移植。

该研究融合了仿生材料设计、静电纺丝技术、生物材料体内降解机制及外周神经修复生物学,充分体现了多学科交叉创新的优势。论文第一署名单位为iQQtv iQQtv 。2022级硕士研究生刘惠军为论文第一作者,代方银教授为论文最后通讯作者,李智副教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、现代农业产业技术体系建设专项等项目资助。

论文链接://doi.org/10.1016/j.cej.2026.177194

供稿:李智;审核:代方银