科學家將蛛絲、蠶絲結合創造新的神經修復材料
外圍神經從大腦和脊髓向身體其他部位傳遞信息,例如,當你走路時移動你的肌肉或讓你知道你的腳很冷。外圍神經很容易受損,中斷了大腦與肌肉和器官的溝通能力。目前修復受傷神經的方法僅限於短距離的修復。研究人員首次將兩種絲綢結合起來,創造出一種有希望的生物相容性方法,使受傷的神經在更遠的距離上再生。

修復受傷的周圍神經的標準治療方法是自體移植,即外科醫生切除受損的部分,用身體其他地方的神經來代替它。移植的神經取自感覺神經,通常是硬腦膜神經,它為感覺不重要的皮膚區域提供感覺。但是,神經移植的成功率可能很低。
神經導板,即縫合在被切斷的神經兩端以彌補缺口的管狀結構已經存在了大約30年。然而,它們只能用於彌合小缺口。目前,FDA批准的神經導板僅限於1.2英寸(3厘米)以內的短距離神經缺陷。更長的距離需要一個內部框架,以提供必要的結構和細胞支持。
牛津大學和維也納醫科大學的研究人員,通過結合兩種不同的天然蠶絲,創造了一種新型的神經導引器,這種導引器取自蠶(Bombyx mori)和金球織蛛(Trichonephila edulis),有可能使神經在更長的距離內再生。
以前的研究已經證明了使用蠶絲作為生物材料的好處。蠶繭絲是由纖維蛋白和絲氨酸蛋白組成。兩者都具有生物相容性、彈性和韌性。蠶絲纖維素已被證明可以通過增加細胞的增殖和生長來誘導傷口癒合。來自球狀編織蜘蛛的拖曳絲具有顯著的機械性能,包括高抗拉強度和彈性。
研究人員首次將重組成管狀的絲質纖維素和天然蜘蛛絲的特點結合起來,創造了一個嵌套導管。導管壁是由蠶絲纖維素製成的,裡面充滿了球狀編織的蜘蛛拖網絲纖維,作為內部引導結構,有點像神經的”扶手”。

該神經導引器在右坐骨神經被切斷的大鼠身上進行了測試,帶來了0.4英寸(10毫米)的明顯差距。研究人員發現,受損的神經適應了絲質神經導板,並沿著絲線生長,成功地重新連接了斷裂的神經末梢。
該研究的第一作者Lorenz Semmler說:”在我們的研究中,事實證明,當這種絲線由蜘蛛絲和蠶絲製成時,周圍的神經功能良好。”
研究人員還對蠶絲管的分子結構有了更深的了解,發現它們的多孔性允許營養物質和廢物的交換,這對癒合過程至關重要。此外,人們看到負責神經再生的細胞粘附在兩種類型的絲上。
Semmler說:”作為我們研究的一部分,我們不僅成功地進行了神經修復,我們還能夠詳細地分析癒合過程的組成部分。”
與合成物質相比,使用天然材料進行神經引導具有明顯的優勢。蜘蛛絲是可生物降解的,在動物模型中只產生非常小的免疫反應。它也是可擴展的。從一隻織網蜘蛛身上收穫的絲可以產生大約33英尺(10米),足以填充一個0.4英寸(10毫米)長的神經導引器。蠶絲的多孔性可以使生物活性分子融入其中,以促進更遠距離的神經再生。
該研究的共同作者Fritz Vollrath說:”動物絲提供了特殊的機械和生物特性以及多功能的製造可能性,以協助組織的再工程。我們先進的絲中絲神經導引器將蠶絲被加工成三維結構的出色能力與蜘蛛絲的出色細胞粘附性結合起來。”
研究人員希望他們的發現將為開發”現成的”神經導向器鋪平道路,以治療人類的周圍神經損傷。
該研究發表在《先進醫療材料》雜誌上。