文献解读丨功能化定向纤维水凝胶材料修复大鼠周围神经损伤

外周神经损伤是世界上常见的临床难题，每年有超过一百万人承受着外周神经损伤带来的痛苦。对于外周神经损伤修复方法的研究始终是全球关注的重点，代表了社会的需要。对于较长的神经缺损，自体神经或同种异体神经移植是治疗外周神经损伤的“金标准”，虽然这种方法效果良好，但存在许多问题，包括供体部分发病率高，需要二次手术，供体不足，免疫排斥反应等。

由于外周神经系统有一定的再生能力，通过利用神经导管的新方法来帮助外周神经损伤修复成为研究的热点。随着研究者对于外周神经损伤修复的机制和过程的理解加深，人们认识到简单的导管本身不具有神经营养因子和神经的取向结构等众多调控神经修复的因素，距离更长的神经缺损难以通过简单的神经导管来修复。

近年来，多因素协同调控再生是神经再生微环境构建的重要理论。神经的修复和再生是一个复杂的生物过程，需要多种因素的共同调控，只用单一的材料没有办法达到最好的效果，因此目前的研究多集中在复合支架材料的开发上。生长因子是一类具有刺激细胞增殖、诱导细胞分化等生物学效应的小分子蛋白或多肽，其对诱导细胞增值分化、组织或器官的修复重建都具有重要的促进和调节作用。

但是，生长因子在体内环境中易被降解，且生长因子的浓度对于其效果影响很大，过低的浓度可能无法达到预期效果，而过高的浓度则可能起抑制作用，甚至引起全身毒性反应。另外，多种生长因子的协同使用也具有一定的风险。

近年来，具有生物活性的多肽分子成为生长因子的良好替代品。研究者们开发了作用于生长因子或其他成分类似的功能化多肽片段，既可以避免生长因子的劣势，又可以保证对细胞的生物学作用。

该研究通过静电纺丝和分子自组装构建了一种纤维蛋白/功能化自组装多肽(AFG/fSAP)互穿纳米纤维水凝胶，AFG/fSAP可以同时向受损的神经组织提供物理支撑、定向引导、神经营养和血管生成等多种调控信号。将AFG/fSAP原位移植于大鼠的坐骨神经损伤区域后，其可以通过调控损伤部位内神经轴突、雪旺细胞、血管内皮细胞等多种细胞的行为，最终促进组织再生和运动功能重建。其中，采用岛津SMX-225CT FPD HR对AFG/fSAP水凝胶的取向性进行表征并三维重建。

图1显示了micro-CT表征AFG和AFG/fSAP纤维取向。图1（AFG）和图1（AFG/fSAP）显示了使用不同颜色表征纤维蛋白取向；左上角小图显示了使用箭头表征纤维蛋白取向。CT结果显示AFG的纤维分布在- 10°~ 10°之间，而AFG/fSAP的纤维分布在- 15°~ 15°之间，这表明添加fSAP对初级纤维蛋白纳米纤维的排列没有太大影响，因此论证了AFG/fSAP中的纤维蛋白取向良好。

本研究采用大鼠坐骨神经缺损模型评价了纤维蛋白/功能化自组装多肽互穿纳米纤维水凝胶在体内体外的诱导神经再生作用。定向纤维蛋白复合功能化自组装多肽水凝胶能够提供物理、化学和生物等多种信号的协同作用，提高对大尺寸神经缺损的修复效果。

水凝胶材料性质独特，易受外界环境的影响，因此其形貌分析需要可靠的仪器设备和技术支持。岛津inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus对定向纤维水凝胶的取向性进行表征并三维重建。该技术实现了对生物样品形貌的直观观察和分析，弥补了其他方法的不足，是先进材料表征手段的未来发展方向。

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