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  神經損傷，常由創傷、手術及感染等因素引發，往往導致患者感覺與運動功能的喪失，嚴重影響其生活質量。在外周神經損傷的治療中，由于神經再生能力有限，自體神經移植雖仍是臨床應對神經缺損的金標準，但其應用卻受限于供體神經短缺、供區并發癥以及治療成本高昂等問題，亟需探索更理想的替代方案。神經引導導管（NGC）在此背景下展現出巨大潛力，尤其對于長間隙神經再生具有重要意義。其中，能夠結合電刺激（ES）的NGC因其能夠提供局部生物電場，加速髓鞘再生和軸突生長，成為該領域的研究熱點。然而，傳統的電刺激療法多依賴侵入性的設備或裝置，這不僅增加了感染風險，也限制了患者的活動能力，從而再一定程度上阻礙了其臨床應用。

  中國科學院北京納米能源與系統研究所李琳琳團隊前期研究發現，聚偏二氟乙烯（PVDF）壓電薄膜及壓電纖維產生的壓電勢能夠有效誘導干細胞的神經分化，充分展示出其在神經修復領域具有的巨大應用潛能（Adv. Mater. 2021, 2106317；Adv. Funct. Mater. 2019, 29, 1900372）。然而，PVDF在生物體內無法實現生物降解，這不僅會導致神經再生過程明顯滯后，還存在一定的生物安全性風險。為了解決這些關鍵問題，近日，團隊進一步設計了一種基于氨基酸的可生物降解壓電神經導管（圖1）。該導管由定向排列的β-甘氨酸（β-Gly）-聚己內酯（PCL）復合納米纖維（PCL-β-Gly）組成，通過一步靜電紡絲工藝獲得。PCL-β-Gly在超聲或商用筋膜槍的機械刺激作用下，能夠穩定產生表面壓電勢與電刺激，進而有效促進周圍神經的再生。體內外實驗結果均表明，該壓電刺激可顯著增強Schwann細胞的髓鞘形成能力和神經細胞的神經突生長，成功實現了對大鼠10 mm坐骨神經缺損的結構修復，使受損大鼠的運動功能恢復達99%，神經傳導功能恢復96%，其修復效果效果與自體移植組相當。

圖1 PCL-β-Gly壓電神經引導導管及用于周圍神經再生的示意圖

圖2 PCL-β-Gly神經引導導管的制備工藝和形貌結構表征

圖3 PCL-β-Gly納米纖維的結構和壓電特性表征

  通過掃描電鏡、X射線衍射（XRD）、 傅里葉變換紅外光譜（FTIR）、壓電力顯微鏡（PFM）等表征手段，證明了PCL-β-Gly神經引導導管中β相甘氨酸的壓電特性。進一步通過壓電納米發電機的電學輸出測試，驗證了PCL-β-Gly納米纖維的優異壓電性與穩定性。體外細胞實驗證實，該導管不僅具有良好的生物相容性，且在筋膜槍振動刺激下，壓電效應產生的電刺激與納米纖維的定向拓撲結構共同作用，顯著促進Schwann細胞的髓鞘形成及神經細胞的神經突數量和長度。在10毫米大鼠坐骨神經缺損模型中，通過S100和NF200免疫熒光染色和甲苯胺藍髓鞘染色雙重驗證，PCL-β-Gly導管在筋膜槍振動輔助下（P-G + V），實現了坐骨神經的有效修復。術后12周運動功能評估顯示，P-G+V組腓腸肌濕重比恢復達99%，肌纖維直徑顯著提升，步態分析（SFI指數）和復合肌肉動作電位（CMAP）恢復率達96%，效果與自體移植組相當。

圖4 PCL-β-Gly納米纖維對Schwann細胞和神經細胞行為的影響

圖5 PCL-β-Gly壓電NGC用于大鼠坐骨神經（10 mm）神經再生

圖6 外周神經組織再生治療后運動功能恢復的評估

  總之，該工作研發了基于β-甘氨酸的可降解壓電神經引導導管，通過商用筋膜槍產生的低頻機械振動，有效激發壓電效應產生電刺激，最終成功實現長間隙神經缺損的有效修復。這些結構證明了該導管在神經修復領域的巨大潛力，為外周神經以及其它組織的損傷修復領域帶來了新的機遇。相關研究成果以“Biodegradable Piezoelectric Amino Acid Nerve Guidance Conduit Repairs Long-Gap Nerve Defect Under Low Frequency Vibration from Massage Gun”為題發表于Advanced Functional Materials。論文共同第一作者為中國科學院北京納米能源與系統研究所的碩士生陳庚琳和博士生胡全紅，通訊作者為李琳琳研究員。

  論文鏈接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202510947