虽然周围神经具有再生的能力,但在遭遇长距离缺损或者末端靶器官缺失的情况下,神经功能的重建难以完成且极易在自我修复过程中产生末端痛性神经瘤。该并发症不仅会严重降低患者的生活质量,还会带来巨大的经济负担。临床上常见的治疗方法有物理疗法、药物疗法和组织内包埋法等,然而这些方法效果十分有限且无法避免神经瘤的再次发生,该难题直到神经导管套接法这一概念的引入才得到了有效的缓解。本课题组制备的PDLLA/PRGD/β-TCP神经导管在前期的神经桥接研究中,取得了良好的修复效果,并且没有神经瘤现象的发生。在此基础上,我们继续研究PDLLA/PRGD神经导管对末端痛性神经瘤的治疗效果,首先构建了大鼠坐骨神经截肢损伤模型,通过对术后自噬行为的记录、神经组织炎症浸润程度评估、瘢痕形成和髓鞘结构恢复情况的观察以及相关基因的定量检测,探索了PDLLA/PRGD神经导管抑制痛性神经瘤的相关机制。此外,为了筛选出可提升导管修复效果的复合材料,还对导电材料石墨烯及功能化的PAMAM水凝胶进行了生物学评估。文章的第一部分:不同组分的复合神经导管材料的生物相容性及降解性能评估。材料降解的失重率及表面微观形貌显示:β-TCP纳米颗粒的引入促进了材料的降解,提高了降解介质的pH值。体外细胞毒性及细胞活/死染色结果显示,PDLLA/PRGD/β-TCP材料的细胞相容性优于其他材料组。相比于PDLLA材料组,PDLLA/PRGD/β-TCP材料埋植处的组织结构生长致密,炎症细胞明显减少。因此,RGD多肽及β-TCP纳米粒子的加入增强了材料的生物相容性。在前期的研究中,PDLLA/PRGD/β-TCP神经导管被用于桥接大鼠10 mm神经缺损,取得了良好的修复效果,其中β-TCP纳米颗粒产生的Ca²⁺具有促进轴突生长和迁移的作用,诱导神经再生。但在本研究中,基于对截肢神经损伤修复的特殊问题,其神经近端无需与远端进行桥接,因此我们选择了PDLLA/PRGD材料用于大鼠截肢损伤模型的研究。文章的第二部分:将PDLLA/PRGD神经导管套接于大鼠坐骨神经截肢模型的神经末端,经过8周的观察,所有实验动物伤口恢复良好,无感染现象,PDLLA/PRGD导管组的大鼠平均自噬评分明显低于对照组（模型组）,且与疼痛相关的指标α-SMA的基因表达量也明显低于对照组。为了观察神经损伤末端组织的炎症反应情况,采用免疫组化染色法对巨噬细胞及T细胞进行染色,对照组的T细胞和巨噬细胞数量明显高于PDLLA/PRGD导管组。同时,对典型的炎症因子TNF-α、IL-1βmRNA表达量进行了定量PCR检测,发现PDLLA/PRGD导管组中两种炎症因子的表达显著地低于对照组且呈下调趋势。为了探究神经损伤末端是否存在瘢痕组织沉积,采用Masson染色和天狼星红染色进行了观察,对照组神经近端组织在术后第2周呈膨大、水肿状态,神经纤维与结缔组织相互绞缠,胶原瘢痕组织沉积,并伴有淤血聚集现象,到第8周胶原瘢痕与神经纤维紧密缠绕在一起,形成小束神经。而PDLLA/PRGD导管套接的神经横截面形态在第2周出现轻微水肿现象,到第8周时,神经纤维与神经外膜组织轮廓清晰,无明显胶原沉积现象。天狼星红染色被用来区分I型及III型胶原,从染色结果可以观察到,瘢痕组织的主要成分是I型胶原,对照组中的I型胶原含量明显高于PDLLA/PRGD导管组,III型胶原含量极低,两组之间没有明显差异性。我们又进一步分析了髓鞘的修复情况,包括微观结构观察及相关基因的定量分析。透射电镜结果显示,PDLLA/PRGD神经导管组的髓鞘直径及厚度都大于对照组,且无髓/有髓神经纤维比例明显低于对照组。4个髓鞘相关基因的定量检测,导管组和对照组的髓鞘早期蛋白MAG在第2周具有相似的转录水平,同时髓鞘化调节蛋白Krox20的转录也呈增长趋势,但对照组中髓鞘结构蛋白MPZ和MBP的mRNA含量明显下调。推测髓鞘化过程被激活,但对照组中髓鞘结构基因表达不足。因此,PDLLA/PRGD导管通过协调炎症、胶原沉积及再髓鞘化等生理过程以抑制神经瘤的形成。文章的第三部分:对于新型导电材料石墨烯生物相容性的评估,鉴于石墨烯材料自身的多种优良特性,其导电性能在神经修复领域具有潜在的应用价值。本研究采用了氧化还原法将天然石墨制备成石墨烯颗粒,其平均粒径在3087 nm左右,通过扫描电镜、红外光谱、紫外/可见光谱、X-射线衍射光谱等检测方法进一步确认了氧化石墨烯被成功地转化为了石墨烯。为了评估石墨烯潜在的细胞毒性,我们选择神经元细胞系PC12为细胞模型,将石墨烯与PC12细胞进行共培养。发现0-100μg/mL的石墨烯基本不影响PC12细胞的生长形态及细胞活性,浓度大于20μg/mL时会导致细胞膜破裂,胞内乳酸脱氢酶泄漏。且浓度大于10μg/mL时会导致细胞内活性氧含量增加,对细胞造成氧化损伤。因此,这些实验数据揭示了石墨烯具有浓度依赖性细胞毒性,为后续进一步应用提供理论基础。文章的最后部分,Poly（HEMA-GMA）-PAMAM水凝胶的制备及对神经修复的研究中,以丙炔胺为核,丙烯酸甲酯及乙二胺为分枝单体,采用加成及酰胺化反应合成了从0.5G至4.5G的PAMAM树形分子。通过原子自由基聚合反应制备了不同比例的Poly（HEMA-GMA）主链聚合物,经过叠氮功能化之后,将PAMAM树形聚合物接枝到主链的叠氮基上,成功制备了Poly（HEMA-GMA）-PAMAM大分子,通过核磁共振（NMR）、红外光谱（FTIR）及凝胶渗透色谱（GPC）进行表征。采用戊二醛交联Poly（HEMA-GMA）-PAMAM树状大分子形成水凝胶,并将神经胶质细胞接种于水凝胶表面共培养,结果显示该类水凝胶无明显的细胞毒性,其中Poly（HEMA-GMA）接枝的第5代PAMAM树形分子所成的水凝胶表面细胞生长形态较好,为Poly（HEMA-GMA）-PAMAM水凝胶应用于神经导管内填充物提供初步的实验数据。