近日，東南大學生命科學與技術學院柴人杰教授團隊在國際著名期刊Small Structures (IF 11.343)上在線發(fā)表了題為“Ultrasound-responsive composited conductive silk conduits for peripheral nerve regeneration”的研究性論文。在本研究中，研究人員開發(fā)了超聲響應型導電絲素蛋白導管用于促進周圍神經(jīng)再生。柴人杰教授團隊的博士生張慧為本論文第一作者，柴人杰教授為本論文最后通訊作者。 

 周圍神經(jīng)損傷具有較高的發(fā)病率和致殘率，給人類和全球公共衛(wèi)生系統(tǒng)帶來了嚴重的醫(yī)療和經(jīng)濟負擔。近年來，各種生物材料來源的人工引導導管已被開發(fā)出來促進周圍神經(jīng)修復。其中，絲素蛋白因其具有良好的生物相容性、緩慢的降解性和可調(diào)的力學性能而備受關注，已被用于神經(jīng)導管的構(gòu)建。此外，神經(jīng)營養(yǎng)因子或其他治療藥物被添加到導管中，通過生物效應物促進軸突生長；碳管及石墨烯等導電元件也被整合至導管中，以改善神經(jīng)生長及髓鞘再生。盡管有了一些進展，由于缺乏精細的導管微觀結(jié)構(gòu)，不同的材料簡單融合，導致各個功能成分無法充分發(fā)揮自身優(yōu)勢。此外，導管負載的生物活性物質(zhì)一般隨著導管材料的降解而釋放，表現(xiàn)為不可控的釋放行為，從而導致治療效果不理想。因此，具有特定微結(jié)構(gòu)和可控給藥能力的新型多功能神經(jīng)導管仍然是相關領域的研究熱點。

 在本研究中，研究人員開發(fā)了具有反蛋白石結(jié)構(gòu)的超聲響應型導電絲素蛋白導管，用于神經(jīng)生長因子可控遞送和促進受損神經(jīng)修復。反蛋白石是一種具有高比表面積和相互連接的納米通道的材料，允許多種元素的集成和負載藥物的持續(xù)釋放。在此基礎上，采用模板復制法生成絲素蛋白衍生的管狀反蛋白石水凝膠，然后將神經(jīng)生長因子、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸鹽(PEDOT: PSS)和聚(n-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)組成的混合溶液填充至反蛋白石支架的納米孔中。實驗結(jié)果表明，合成的導管具有突出的生物學特性、機械性能以及良好的導電性，可以有效促進再生軸突延伸。超聲引起的局部升溫導致PNIPAM水凝膠體積收縮，從而觸發(fā)了生長因子的釋放。之后，研究人員通過體外PC12細胞培養(yǎng)和體內(nèi)動物實驗揭示了該復合導管對周圍神經(jīng)系統(tǒng)再生的積極作用。（生科院）