【期刊】双生物功能化神经导管实现同步血管化和神经再生功能|芬兰埃博学术大学张宏博教授和南通大学李贵才副教授团队新进展

图1 具有双生物功能性的壳聚糖/胶原支架的制备示意图

材料学理化性能分析表明VEGF和IKVAV可以很好地接枝到壳聚糖/胶原支架上，且在支架内部分布均匀（图2）。

（a）通过FTIR进行成分变化

（b）通过SEM观察形态，比例尺= 10μm

（c）通过AFM扫描进行粗糙度检测

图2  支架的理化特性

该接枝技术还可以用于接枝其它功能性生物活性分子。随后，该双生物功能化支架被证明能显著促进内皮细胞和施万细胞的生长，ECs（红色箭头）主要具有鹅卵石和椭圆形的形态，而SCs（黄色箭头）主要具有细长的纺锤状的形态。使用针对EC的CD31和针对SC的s100β的免疫荧光染色表明，EC和SCs均可在支架中生长良好（图3）。

图3 EC和SC在各种支架中的共培养

进一步采用蛋白质印迹法检测了在各种支架中培养的EC和SC的蛋白质差异。与CC支架相比，几乎所有生物功能化的支架都可以下调AMPK，MPZL和SMAD4的表达，除了具有与CC相同的SMAD4表达水平的I50V50支架。与CC支架相比，I50V50可以显着上调SC中α-微管蛋白和CD31、VEGF的表达。此外，与所有其他支架相比，I50V50在SC中还具有最高的MBP和N-钙粘着蛋白表达（图4）。

图4  使用蛋白质印迹分析在各种支架中培养3天的EC和SC的蛋白表达分析

其次，将CC支架和I50V50支架植入鸡胚中8天来评估其血管生成。双生物功能化支架（I50V50）显示出明显的毛细血管网络和许多血管分支。但是，在CC支架中仅观察到很少的血管分支，而且，双生物功能化支架拥有更长的血管。进一步，将两种支架都植入大鼠坐骨神经的受损部位，以评估其血管形成作用。结果表明，在双重生物功能化支架的内部和表面上血管都生长，而在对照组支架表面上仅出现了很少的血管（图5）。

图5  鸡胚实验8天（a-d）和坐骨神经植入14天（e，f）后的支架血管化评估

最后，将双生物功能化支架植入大鼠坐骨神经损伤部位以评估横断面坐骨神经的轴突再生和髓鞘形成。实验组再生神经纤维（红色和绿色）的密度高于对照组，而且实验组大鼠的CMAP振幅也较对照组增强。另外，实验组胫前肌和腓肠肌湿重比也显著高于对照组。TEM进一步用于分析再生远端神经节段的超微结构。再生的髓鞘纤维表现出均匀的圆形结构，在不同组中具有雪旺细胞的完美基底膜和电子致密性髓鞘。对照组髓鞘层数和数量均低于实验组，实验组g值也明显高于对照组。因此，双生物功能化支架具有明显的促进坐骨神经损伤修复的作用（图6）。

图6  手术12 w后坐骨神经再生的评估

图7  术后12周用TEM观察不同组大鼠再生神经纤维