壳聚糖是由2-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖通过β-1,4糖苷键聚合的一种天然聚阳离子生物多糖,在体内可被降解为氨基葡萄糖,被人体吸收,具有优良的生物相容性和生物可降解性,是理想的细胞外基质材料,从而使壳聚糖及其衍生物被广泛地应用于生物医学领域。目前已利用壳聚糖成功地开发出人造皮肤、人造肾膜等产品,在作为神经、肌腱、骨骼、牙齿等器官的修复材料和作为培养肝、肾等人工器官的支架材料的研究中也都表现出广泛的应用前景。随着生产机械化程度的提高和交通事业的发展,周围神经损伤的发生率呈大幅度上升趋势,在我国这类神经损伤每年约发生200万例,目前通常运用显微外科技术对周围神经短距离缺损的离断伤进行端对端的外膜缝合,但是大于5mm的断损神经无法直接缝合,取其他部位的神经移植又会造成新的功能缺失,因此一直是神经外科领域中的难题。利用组织工程进行修复将是一种有效的手段,但需要在神经导管材料的选择,设计制作及种子细胞等多方面开展系统研究,本课题即选择此领域开展工作,主要包括:1.壳聚糖用作周围神经损伤修复材料的性质研究在体外研究了不同分子量和脱乙酰度的壳聚糖的降解性,亲水性,与雪旺细胞和骨髓间充质干细胞的细胞亲和性。结果表明,分子量为50kD、200kD,脱乙酰度为85%的壳聚糖降解较快,六周达到50%与40%,亲水性较差,且细胞亲和性较低,而分子量为500kD、1000kD,脱乙酰度为95%的壳聚糖降解较慢,六周达到分别达到30%与20%,亲水性较好,且细胞亲和性较高,优于价格昂贵的多聚赖氨酸。为了使以壳聚糖为材料的导管在降解和细胞亲和性两方面都满足要求,最终筛选出分子量为1000kD,脱乙酰度为95%的壳聚糖作为导管外层材料,分子量为500kD,脱乙酰度为95%的壳聚糖作为导管内层材料。2.壳聚糖神经导管的设计制作及其特性研究设计了壳聚糖双层多通道,单通道导管的模具,选用筛选所得的壳聚糖制成具有多通道的神经导管,通道直径为0.1mm,45个通道相互平行,纵向均匀排列于神经导管中,导管通道之间由各向异性的梯状微孔构成,微孔之间相互贯穿,孔径在5～50μm之间。体内降解时间可达6到8周,可以满足外周神经修复的时间要求,多通道导管力学性能优于单通道导管,溶胀系数变化不大,均满足体内移植和手术要求。3.壳聚糖神经导管及其复合骨髓间充质干细胞修复大鼠周围神经损伤的初步研究对比研究了空白对照组,壳聚糖单通道组,壳聚糖多通道组,壳聚糖多通道复合骨髓间充质干细胞(以Hoechst 33258进行核标记)组与自体移植组的神经损伤修复效果,按照坐骨神经功能指数和大体观察结果对修复效果的优到劣排序是:自体移植组、多通道复合干细胞组、多通道组、单通道组、空白对照组;HE染色和甲苯胺蓝染色结果可以看出,各组壳聚糖导管均有良好的组织相容性,再生神经的神经纤维密度由高到低依次是:多通道复合干细胞组、多通道组、自体移植组、单通道组、空白对照组;再生神经的神经纤维直径由高到低依次是:自体移植组、多通道复合干细胞组、多通道组、单通道组、空白对照组;nestin免疫组化分析结果显示:6周后各组nestin均有表达,表达量由高到低依次是:空白对照组、单通道组、多通道组、多通道复合骨髓间充质干细胞组、自体移植组;荧光示踪和免疫荧光检测发现,与导管复合移植的骨髓间充质干细胞有nestin表达,表明它们已经向神经干细胞的方向发生了分化。本研究取得的主要研究成果有:1.发现了壳聚糖的分子量和脱乙酰度对壳聚糖体内降解性和细胞亲和性影响的规律,为指导选择合适的壳聚糖制备组织工程支架或导管提供了依据,筛选出两种不同的壳聚糖材料复合应用制备导管。2.制备了壳聚糖单通道和多通道导管,发现后者具有较好的超微结构以及力学性能,可进一步应用于神经损伤修复。3.评价了壳聚糖导管复合骨髓间充质干细胞等用于修复大鼠周围神经损伤的效果,结果显示壳聚糖导管的存在有利于防止非神经组织侵入,多通道导管因有更大的内腔比表面积可支持神经纤维的再生,复合使用的骨髓间充质干细胞在损伤微环境中发生了向神经干细胞的分化,这些原因共同作用,使得壳聚糖导管复合骨髓间充质干细胞有较为优良的神经损伤修复效果,有可观的临床应用前景。