近日，东南大学生命科学与技术学院柴人杰教授团队在国际著名期刊Small Structures (IF 11.343)上在线发表了题为“Ultrasound-responsive composited conductive silk conduits for peripheral nerve regeneration”的研究性论文。在本研究中，研究人员开发了超声响应型导电丝素蛋白导管用于促进周围神经再生。柴人杰教授团队的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。
周围神经损伤具有较高的发病率和致残率，给人类和全球公共卫生系统带来了严重的医疗和经济负担。近年来，各种生物材料来源的人工引导导管已被开发出来促进周围神经修复。其中，丝素蛋白因其具有良好的生物相容性、缓慢的降解性和可调的力学性能而备受关注，已被用于神经导管的构建。此外，神经营养因子或其他治疗药物被添加到导管中，通过生物效应物促进轴突生长；碳管及石墨烯等导电元件也被整合至导管中，以改善神经生长及髓鞘再生。尽管有了一些进展，由于缺乏精细的导管微观结构，不同的材料简单融合，导致各个功能成分无法充分发挥自身优势。此外，导管负载的生物活性物质一般随着导管材料的降解而释放，表现为不可控的释放行为，从而导致治疗效果不理想。因此，具有特定微结构和可控给药能力的新型多功能神经导管仍然是相关领域的研究热点。
在本研究中，研究人员开发了具有反蛋白石结构的超声响应型导电丝素蛋白导管，用于神经生长因子可控递送和促进受损神经修复。反蛋白石是一种具有高比表面积和相互连接的纳米通道的材料，允许多种元素的集成和负载药物的持续释放。在此基础上，采用模板复制法生成丝素蛋白衍生的管状反蛋白石水凝胶，然后将神经生长因子、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT: PSS)和聚(n-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)组成的混合溶液填充至反蛋白石支架的纳米孔中。实验结果表明，合成的导管具有突出的生物学特性、机械性能以及良好的导电性，可以有效促进再生轴突延伸。超声引起的局部升温导致PNIPAM水凝胶体积收缩，从而触发了生长因子的释放。之后，研究人员通过体外PC12细胞培养和体内动物实验揭示了该复合导管对周围神经系统再生的积极作用。（生科院）
