近日，清華大學材料學院副教授尹斕與解放軍總醫院骨研所的學者合作釋出了關於外周神經修復的最新成果——一種新型完全降解的自供電神經修復導管。長截段外周神經缺損的修復是再生醫學領域的一個重大難題，即使透過目前最先進的顯微手術進行修復，即採用自體神經移植移植，也無法使人體的運動和感覺功能完全恢復，同時還會增加供體神經支配區的發病率。已經有研究表明電刺激對神經再生有促進作用，但是目前還沒有有效的手段將電刺激裝置精準的應用於神經截斷部位，並且不產生附帶損傷。尹斕課題組成功製備了一種新型完全可降解的自供電微型神經導管，該神經導管不僅其結構可以引導神經再生，而且可以對神經截斷部位進行精準的電刺激，並且在神經修復結束後可自發降解，無需二次手術取出。

圖1.完全可降解的自供電神經修復導管的結構，功能以及應用部位的示意圖

該自供電神經修復導管由可降解原電池與人工導管複合而成，可提供結構及電場雙重誘導作用。神經導管最外層為多孔PCL，提供力學支撐，第二層為與神經組織力學效能相匹配的柔性PLLA-PTMC材料，最內層為電紡PCL纖維薄膜。該電活性導管可在大鼠體內提供大約3天的持續電場，促進外周神經的再生。

圖2.完全可降解的自供電神經修復導管結構、電效能表徵

為進一步驗證該導管的實際作用，進行了詳細的體外細胞實驗，以及大鼠體內實驗。在體外與體內實驗中，該神經導管均可以自發地形成穩定的電場環境。在細胞實驗中發現，電刺激可以顯著促進神經細胞的生長，提高神經細胞的鈣離子活性，加速雪旺細胞的增殖以及促進多種神經營養因子的分泌。在體內實驗中，該自供電神經導管的電刺激作用顯著促進了外周神經組織的修復以及運動功能的恢復。該導管的結構設計以及材料的選擇為自供電的組織支架的設計提供了一個新的思路，未來可透過對導管結構以及材料的改進，來應對不同的組織損傷的修復。

圖3.自供電導管與無電場導管植入12周後的修復效果對比圖

以這項工作為基礎，尹斕課題組於2020年12月11日在《科學進展》（Science Advances）線上發表了題為“一種完全可降解的自供電神經再生醫學電子器件”（A fully biodegradable and self-electrified device for neuroregenerative medicine）的研究論文。

清華大學材料學院尹斕副教授，解放軍總醫院骨研所副主任彭江和副研究員王玉為共同通訊作者，課題組博士後王柳，解放軍總醫院博士生魯長風，清華大學材料學院2017級博士生楊淑慧，2018級博士生孫鵬程為本文的共同第一作者。清華大學材料學院王秀梅教授、陳浩副教授，電子系盛興副教授，生命學院熊巍研究員，北京理工大學汪世溶副研究員為本研究提供了重要幫助。本工作的開展獲得了國家自然科學基金、中國博士後科學基金、北京市自然科學基金、國家重點研發專案等基金專案的支援。