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目的: 探讨电纺新型化学修饰的PLGA/sP(EO-stat-PO)-GRGDS纳米纤维的神经组织相容性,并筛选构建适合修复周围神经缺损及神经再生的纳米神经导管,从形态、功能学观察神经再生及功能恢复的效果。 方法: 制备电纺新型化学修饰的PLGA/sP(EO-stat-PO)-GRGDS纳米纤维导管的产物孵育液,并培养原代SCs和DRG神经元24 h,观察细胞形态,MTT分析细胞的活力,Hoechst/PI观察细胞凋亡,RT-PCR、western blot检测细胞神经营养因子NGF、BDNF的mRNA和蛋白表达;并将神经元与纳米导管共培养,倒置相差荧光显微镜以及激光共聚焦显微镜观察神经元粘附及突起生长,并三维重建神经元伸展形态;以此纤维构建两种中空神经导管NC1和NC2,修复大鼠坐骨神经10 mm缺损,术后1 w、4w、8w用免疫荧光、电镜和甲苯胺蓝染色、神经电生理等方法从移植段到靶器官、从形态到功能观察导管修复神经缺损的效果,筛选适宜的导管;并在适宜导管的基础上,进一步构建填充水凝胶或电纺丝的复合神经导管,修复大鼠坐骨神经10 mm缺损,术后12w用免疫荧光、电镜和甲苯胺蓝染色、神经电生理、足迹步态以及热痛觉分析等方法从形态到功能观察复合纳米神经导管修复神经缺损的效果。 结果: 1.电纺PLGA/sP(EO-stat-PO).GRGDS纳米纤维导管孵育液孵育SCs和DRG神经元24 h后,细胞形态、活力未发生明显变化,亦未出现明显凋亡情况(P＞0.05)。而且大量DRG神经元粘附于纳米纤维上生长,沿着纤维长轴伸出长长的突起。RT-PCR、western blot检测显示导管孵育液孵育的SCs和DRG神经元内NGF、BDNF的mRNA和蛋白表达都未发生显著变化(P＞0.05)。PLGA/sP(EO-stat-PO)-GRGDS纳米纤维对神经细胞无毒性作用,具有良好的神经生物组织相容性。 2.以电纺PLGA/sP(EO-stat-PO)-GRGDS纳米纤维构建的中空神经导管NC1和NC2都可促进神经再生。随着再生时间的延长,通过导管到达远端的再生神经纤维的数量也逐渐增多,甚至部分纤维到达远端靶器官并形成功能联系。两种导管组移植中段再生的有髓神经纤维的直径虽无显著性差异(P＞0.05),但密度却有差异,NC2的有髓神经纤维的密度显著高于NC1的(P＜0.05).与自体神经移植组比较,两种导管组有髓神经纤维的密度(P＜0.01)、直径(P＜0.05)都显著小于自体神经的。另外,NC1的CMAP峰值最小,显著小于自体神经的CMAP峰值(P＜0.01);NC2的CMAP峰值也显著小于自体神经的CMAP峰值(P＜0.05),但显著大于NC1的(P＜0.05)。此外,NC1导管机械强度较弱,出现裂隙。研究显示NC2导管具有良好的机械强度,并可促进神经再生,可作为修复长段周围神经缺损的基础导管。 3.以NC2导管为基础,填充水凝胶或电纺丝构建复合神经导管。中空导管与单独填充水凝胶的导管组,再生有髓神经纤维直径、密度、肌肉皮肤神经再支配程度、CMAP峰值以及坐骨神经功能指数几乎相近,差异无显著性(P＞0.05),但都显著小于自体神经组(P＜0.05)。单独填充电纺丝和混合填充水凝胶/电纺丝导管组的检测结果相似,无显著性差异(P＞0.05);但两组的再生有髓神经纤维的密度、肌肉皮肤神经再支配程度、CMAP峰值以及坐骨神经功能指数都分别显著高于中空导管组的(P＜0.05);与自体神经组比较,仅两组的再生有髓神经纤维直径显著小于自体神经组(P＜0.05),而其它指标与自体神经组无显著性差异(P＞0.05)。 结论: 首次证实新型电纺化学修饰的PLGA/sP(EO-stat-PO)-GRGDS纳米纤维对神经组织无毒性作用,具有良好的神经生物组织相容性,并且以此材料构建的中空神经导管修复神经缺损的效果与水凝胶导管相当;填充电纺丝或水凝胶/电纺丝的复合神经导管修复神经缺损的效果与自体神经相近。化学修饰的PLGA/sP(EO-stat-PO)-GRGDS可作为神经组织工程的新型材料,电纺PLGA/sP(EO-stat-PO)-GRGDS纳米导管可作为修复周围神经缺损的基础导管。本研究为PLGA/sP(EO-stat-PO)-GRGDS纳米材料构建的复合神经导管以及修复周围神经缺损和神经再生提供实验依据和理论基础,同时为构建神经导管的材料修饰策略提供新的方法和思路。