2022年3月4日，东南大学首席教授柴人杰团队在国际著名期刊Applied Materials Today (IF 10.041) 上在线发表了题为“Natural proteins-derived asymmetric porous conduit for peripheral nerve regeneration”的研究性论文。在本研究中，研究人员开发了基于天然蛋白质材料的非对称性神经导管并探究了其在周围神经损伤修复中的作用。柴人杰教授博士生张慧为本论文第一作者，柴人杰教授为本论文最后通讯作者。
周围神经损伤(PNI)是一种常见且难治性的临床疾病，据估计，全球每年约有数百万例PNI病例。近年来，由各种生物材料制成的人工神经引导导管(NGCs)已成为周围神经再生和功能恢复很有希望的替代品。这些NGCs可以桥接较长的神经缺损，为轴突再生和神经修复提供了受保护的微环境和机械支持，从而重建受损的运动和感觉。此外，NGCs联合神经营养因子(NTFs)促进神经再生作为另一种改善策略已被广泛研究。尽管已取得了很大进展，负载NTFs在体内的快速降解和随机分布导致了PNI恢复不足。另一方面，大多数NGCs是利用合成高分子材料制备，通常需要经过复杂的加工步骤和有毒物质的使用，阻碍了它们的广泛应用。因此，基于天然高分子材料开发具有NTFs时空可控递送能力以及优异生物学性能的NGCs仍然是值得期待的。
在本研究中，研究人员提出了一种基于天然蛋白质材料、仅管腔内壁具有反蛋白石结构的非对称性NGC，用于NTFs局域递送和PNI修复。从蚕茧中提取的丝素蛋白表现出优良的生物相容性、缓慢的降解性，特别是与其他天然蛋白材料相比具有优越的机械性能。另外，反蛋白石是一种空间有序的多孔结构，有利于生物活性物质的负载和释放。因此，基于丝素蛋白和反蛋白石结构制备的NGC不仅具有良好的生物相容性、延长的生物降解性和优异的力学性能，导管内壁还具有独特的相互连接的纳米通道。利用这种局部多孔的纳米结构，NGC可以限制负载NTFs的体内分布，实现空间可控递送，从而避免药物浪费，提高药物的生物利用度。体外释放研究表明，所制备的导管可实现负载NTFs的长期、持续的递送，并保持了良好的生物活性，可以促进神经元分化。进一步的体内实验证实了将加载NTFs的导管应用于大鼠坐骨神经损伤模型的可行性。行为观察和术后免疫组化分析表明，加载NTFs的导管可促进轴突再生和再髓鞘形成，并有利于术侧肌肉功能恢复。这些结果表明，这种新型的非对称性NGC在周围神经修复方面具有很大的应用潜力。
