关键词:
脊髓损伤
组织工程技术
纳米技术
聚乙交酯-丙交酯
雪旺细胞
生物支架
摘要:
脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)目前已成为世界性的医学难题,其发生率也呈逐年上升的趋势。当今脊髓损伤在全球呈:高致残率(全瘫为67%)、高耗费(5-7万美元/患者/年,美国)、低死亡率(<5%)、患者主要为青壮年(70%患者<40岁)等特点,给社会带来巨大的损失和沉重的负担,已成为全球性的医疗难题。目前临床上对脊髓损伤的治疗主要着手于防治脊髓损伤后脊髓继发性损害、保护残存神经元功能,但是预后仍然很差。这是由于脊髓损伤后脊髓神经元再生功能差,损伤区域与正常组织之间有星形胶质细胞增生形成胶质瘢痕作为物理屏障及受损神经元轴突缺少神经营养因子的刺激而无延长能力作为化学屏障等因素有关。因此,促进脊髓再生、克服再生屏障是目前国内外研究的重点及热点。
近20年来国内外研究已证明,成年神经元具有再生的潜能,损伤的脊髓神经元在适宜的条件下可以再生。在促进轴突再生的基础研究中,通过多种技术如细胞移植、基因治疗、细胞内分子信号的修饰和克服再生屏障等研究,证实成年哺乳动物的中枢神经元在受损后确实可以再生,甚至产生靶支配。但脊髓损伤后解剖重建和功能恢复是十分棘手的问题,当前对脊髓损伤后修复研究的主要途径是从促进神经元轴突的再生和组织移植替代两个方面来探讨脊髓修复及功能恢复的可行性。随着组织工程学的兴起,脊髓损伤修复又取得了新的进展。组织工程技术治疗SCI的基本模式为“种子细胞+生物分子+生物支架”。实验中人们应用各种可吸收材料制成生物支架用于修复脊髓损伤,在形态学上能见到明显的神经再生,但功能上却无明显恢复。
纳米技术的出现为生物支架的构建提供一种全新的方法,为脊髓损伤的修复带来新的希望。本研究对应用纳米技术构建的生物支架修复脊髓损伤进行了初步的探讨。
在本研究的第一部分,以聚乙交酯—丙交酯(PLGA)为原料,通过熔融纺丝、拉升、编织等步骤制作三维可吸收生物支架。支架外径3mm,微管道内径100μm,PLGA细丝直径25μm,横切面显示中空微管内径均匀一致,呈螺旋上升排列。支架孔隙率为68%,支架具有具有良好的生物相容性,降解时间为3个月。
本研究的第二部分中,通过将转染hNGF基因的SCs种植到三维支架上,一起移植至脊髓损伤处,观察脊髓轴突再生及脊髓传导功能恢复情况。结果发现,植入体内的SCs保持良好的生物活性并可存活3个月以上,hNGF基因得到持续表达,三维支架3个月后吸收,脊髓损伤处发现新生的轴突和突触,脊髓的神经功能得到部分恢复。