2022年2月3日，東南大學(xué)首席教授柴人杰團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名期刊ACS Nano（IF 15.881）上在線發(fā)表了題為“Conductive Nerve Guidance Conduits Based on Morpho Butterfly Wings for Peripheral Nerve Repair”的研究論文。在本研究中，研究人員開(kāi)發(fā)了基于大藍(lán)閃蝶鱗翅的導(dǎo)電神經(jīng)導(dǎo)管并探究了其在周?chē)窠?jīng)損傷修復(fù)中的作用。柴人杰教授博士生胡揚(yáng)楠為本論文第一作者，柴人杰教授為本論文最后通訊作者。

周?chē)窠?jīng)損傷是一種嚴(yán)重的損傷類(lèi)型，往往會(huì)導(dǎo)致感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能的喪失，給患者和社會(huì)帶來(lái)了沉重的醫(yī)療和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。人工神經(jīng)引導(dǎo)導(dǎo)管（NGCs）已成為周?chē)窠?jīng)再生潛在的替換材料，目前，許多研究人員致力于開(kāi)發(fā)具有物理化學(xué)線索的功能化NGCs，以提高周?chē)窠?jīng)損傷的修復(fù)效率。表面拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為一種重要的物理線索，在神經(jīng)組織工程中發(fā)揮著重要作用，尤其是對(duì)于神經(jīng)突的延伸和排列。目前的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要包括有序排列的納米纖維、微通道、微槽和其他微結(jié)構(gòu)，大多通過(guò)靜電紡絲、模板熱交聯(lián)、相分離等方法制備。雖然這些納米技術(shù)在制造有序結(jié)構(gòu)方面取得了進(jìn)展，但仍受限于耗時(shí)且昂貴的制備方法以及制備過(guò)程中使用的試劑或基質(zhì)成分對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的可能影響。

本研究中，研究人員使用還原氧化石墨烯（rGO）納米片和甲基丙烯酸化明膠（GelMA）封裝的腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）修飾大藍(lán)閃蝶鱗翅，開(kāi)發(fā)了一種用于神經(jīng)修復(fù)的導(dǎo)電拓?fù)渲Ъ?。大藍(lán)閃蝶鱗翅在光子器件、生物傳感、自清潔等領(lǐng)域已顯示出潛在的應(yīng)用價(jià)值，近年來(lái)，由于其表面精細(xì)的微納結(jié)構(gòu)對(duì)于細(xì)胞的誘導(dǎo)取向作用而在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。本研究中，研究人員構(gòu)建了基于大藍(lán)閃蝶鱗翅的導(dǎo)電支架，得益于GelMA水凝膠的生物相容性，rGO的導(dǎo)電性和鱗翅表面的平行納米脊結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)電拓?fù)渲Ъ苣軌虼龠M(jìn)PC12細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞神經(jīng)突的生長(zhǎng)和定向延伸，最終形成有序的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。該導(dǎo)電支架能夠通過(guò)基于模板的卷曲容易地獲得NGCs，在大鼠10 mm坐骨神經(jīng)缺損模型中，有效促進(jìn)神經(jīng)和肌肉的再生以及運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。該研究結(jié)果表明，通過(guò)整合多種策略，基于蝴蝶鱗翅的多功能NGCs對(duì)于周?chē)窠?jīng)損傷的修復(fù)具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。