由天然或合成材料制成的神经导管是神经修复的重要手术工具。这些管子被缝合到受伤神经的两端,以引导神经纤维和细胞穿过缝隙生长。然而,目前这些只能用于跨越非常小的距离。有人认为,造成这种限制的一个关键原因是缺乏一个内部框架,作为再生组织可以自我定向和生长的“扶手”。
在这项新的研究中,研究团队使用两种不同类型的天然丝绸开发了一种新型的神经导管。管壁是用蚕丝制成的(家蚕)里面装满了金球蜘蛛的拖曳丝纤维( 美味Trichonephila edulis). 在右侧坐骨神经被切断的大鼠身上测试管子,形成10毫米的间隙(对于大鼠来说是一个相当长的长度)。研究人员发现,受损的神经适应了新型的丝神经导管,并沿着丝线生长,直到切断的末端成功重新连接。
研究团队使用先进的显微镜技术详细分析了愈合过程。这表明丝管具有高度多孔结构;这是神经再生的一个基本功能,因为它可以交换营养物质和废料。此外,作为外周神经再生的关键驱动因素,雪旺细胞强烈粘附在管壁和拖曳丝纤维上,并以惊人的速度迁移(每天超过1.1毫米)。
研究进一步证明,这两种丝绸在神经再生中都起着重要作用。当使用空的丝管修复神经损伤时,如果没有蜘蛛丝填充物,神经纤维生长较慢,组织也较少。
在Newrotex,我们开发了丝绸神经修复设备,首次将大间隙神经损伤的真正实用、可持续和有效治疗推向市场。这将改善可为患者提供的护理,为有害的自体移植手术提供一个切实可行的替代方案,并将大大增加现在希望在遭受创伤或癌症手术副作用后恢复感觉和功能的患者数量。
Alex Woods博士,Newrotex首席执行官。
蚕丝管由牛津生物材料有限公司这家公司于2001年脱离牛津大学,利用生物系牛津丝绸集团开发的仿生纺纱技术。 Fritz Vollrath教授牛津生物材料公司(Oxford Biomaterials)的联合创始人、本研究的合著者(生物系)表示:“动物丝绸具有优异的机械和生物性能,并具有多种制造可能性,可以帮助组织的重建。我们先进的蚕丝神经导管将蚕丝加工成三维结构的卓越能力与蜘蛛牵引丝的出色细胞粘附性能结合在一起。”
他补充说,使用天然材料制作神经导管比使用合成材料有很多优点。例如,蜘蛛丝会随着时间的推移而降解,在动物模型中几乎不会产生任何免疫反应。它们也可能非常丰富:从一只球状蜘蛛身上收获一次,可以产出约10米的丝绸,足以填满10毫米长的神经导管。同时,由蚕丝制成的管壁的多孔结构提供了多种可能性,可以结合生物活性分子,例如生长因子,以促进长距离神经再生。
最终,该团队希望将丝绸神经导引器开发成一种“非现成”的解决方案,用于治疗人类的神经损伤。目前,具有较大间隙的人类神经损伤通常通过移植患者身体其他部位的神经(称为自体移植)进行治疗。然而,这一过程有许多缺点,包括供体神经有限、手术时间长以及对患者造成进一步伤害的可能性。在这项研究中,使用丝质神经导管或移植神经修复损伤时,神经再生和功能恢复相似。
Newrotex有限公司牛津生物材料公司(Oxford Biomaterials)旗下的一家分拆公司正在开发用于治疗神经损伤的丝绸技术,并正在完成最终的临床前研究,目的是将适合人类的功能性设备推向市场。其首席执行官兼创始人亚历克斯·伍兹博士是牛津大学医院的创伤矫形外科医生,拥有牛津大学动物学博士学位和外科学士学位。
伍兹博士说:“周围神经损伤对全世界的患者都有毁灭性的影响。这项研究进一步证明了蚕丝在神经系统中具有难以置信的再生特性,并证明了其令人兴奋的实用性和潜力,可以作为一种材料来满足临床上对治疗神经损伤的“非现成”技术的需求。”
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。