论壳聚糖神经导管在临床使用的可行性

段 皓

(哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150000)

0 引言

随着社会的进步和人民生活水平的提高，因为外伤而导致的神经系统损伤日益增多，而解决神经损伤缺损最经典的方法即自体神经的缝合虽然十分精细，但这种方法仍存在着吻合口瘢痕、运动感觉神经轴突错位生长等问题。患者手术部位恢复不理想，同时对营养供区也产生了不良的影响。异体神经移植也运用于临床之中，但是由于存在排异反应，病人术后的生活状况很不理想。更重要的是，由于机体的排异反应，这些神经的成活率很低。长期以来，神经移植一直是医学上一个难以攻克的难关，而对于粗大、长距离的神经移植我们更是无计可施。

近年来，医学工作者一直在研究神经桥接的替代物。在20世纪70年代后期，神经导管开始了临床应用。所谓神经导管是一种非神经来源的生物或人工合成管道，它们在桥接于神经断端间起到一定的医学作用，具有特定三维结构，同时也有生物活性，可以引导轴突再生、避免外生和形成神经瘤、防止结缔组织浸润形成瘢痕，同时还能够黏附支持细胞，从而起到了引到和促进神经再生的目的。而神经导管桥接修复术就是一种运用神经导管修复神经损伤的手术方式。

理想的神经导管具有以下的特性，这些在神经导管材料的选择中占据了很重要的低位:

①导管应该具有良好的降解性，在神经恢复的过程中可以降解，同时降解产物对人体无害。

②导管材料具有良好的组织相容性，不与身体发生排异反应。

而壳聚糖是一种天然多糖，是一种良好的修复材料，可以在体内降解为单糖，对神经细胞基本无毒害作用。其优点如下:

①降解速度可调节。

②可被加工成管。

③来源丰富，有着良好的生物相容性。

④能够促进内皮细胞生长并且抑制成纤维细胞的生长。

⑤为再生的轴突提供营养。

本文将介绍医学实验中壳聚糖神经导管或者具有壳聚糖涂层的神经导管的应用，论证壳聚糖神经导管在临床医学应用的可行性，并对壳聚糖神经导管的未来进行预测。

1 医学实验中的壳聚糖神经导管

作为唯一的高等动物，人的神经系统极其复杂。

通过研究壳聚糖神经导管在比较低等的动物，如老鼠、兔子体内的应用，来检验壳聚糖神经导管的性能，同时为未来壳聚糖神经导管应用到人体内提供一个实验平台。

1.1 以老鼠为载体的医学实验

肖海军［1］等人以大鼠为研究对象，他们将60只大鼠随机分为3组，每组20只。切断大鼠坐骨神经直接端端吻合，对照组在神经吻合口处不作任何处理，另外2组分别用DIKFILM膜、羧甲基壳聚糖－羧甲基纤维素膜包裹神经吻合口远近端各1cm，并在薄膜中间缝合数针，形成一个封闭的导管。

术后12周观察神经再生和神经周围粘连形成情况，发现羧甲基壳聚糖－羧甲基纤维素膜组和DIKFILM膜组神经吻合口周围的粘连程度显著少于对照组，而且肢体功能恢复比对照组快。术后12周内3组大鼠手术肢体神经传导速度及动作电位波幅为增加趋势;羧甲基壳聚糖－羧甲基纤维素膜组和DIKFILM膜组神经传导速度较对照组快，动作电位波幅较对照组高。

故得出了以下结论:羧甲基壳聚糖－羧甲基纤维素膜能促进神经纤维的再生。

魏欣［2］等人将24只雄性大鼠随机分为4组，每组6只，并分别进行处理。各组手术完毕后缝合皮肤，分笼饲养。通过在光镜下观察可见再生神经纤维与再生血管丰富。而与正常神经纤维相比，新出现的有髓神经纤维形态正常，但大小较小。

到术后12周时，各组导管有不同程度的降解吸收。我们由此得出结论:几丁糖－胶原复合膜可以成为组织工程人工神经的良好载体。

张皑峰［3］等用大鼠为实验材料，造成神经缺损后，以壳聚糖导管作桥梁桥接神经两断端，以假手术组和单纯损伤组各10只分别为阳性和阴性对照，术后通过肉眼观察和神经微丝(NF)、乙酰胆碱酯酶(AChE)免疫组织化学染色方法对损伤神经局部及远端靶肌肉运动终板组织进行显微组织观察。

该实验证明结合壳聚糖导管能够促进神经的再生以及神经和远端肌肉的突触的联系。因而可以促进受损伤部位的恢复。因此，壳聚糖神经导管具有临床研究和应用价值。

1.2 以兔子为载体的医学实验

刘小华［4］等人以成年家兔作为研究对象，选定成年家兔12只，单笼饲养，分为4组，每组3只，用作不同时间点的研究对象。

实验当日麻醉成功后，在每只家兔备毛区对称地皮下植入4根自制壳聚糖神经导管。皮下植入后，在大腿肌肉注射青霉素，放回笼中饲养，观察家兔一般情况，术后10d拆线;术后第1、2、4、12周取材，观察导管及其周围组织大体情况，测量每组12根导管长度并求其平均值;对所取材料处理;然后400倍光镜下观察材料与周围组织情况。

实验结果:皮下植入术后家兔一般情况各实验家兔背部皮下植入术后，植入处高出皮面，精神、食欲良好，活动尚可。术后第2～3天手术区出现轻微红肿，第4～5天消退。

术后10d拆线，切口愈合良好，未发现红肿、脓性分泌物等情况。随着时间的推移，壳聚糖神经导管逐渐变小，和周围组织结合紧密，尤其是植4周后变化明显，说明神经导管与周围组织逐渐发生有机结合并降解。

2 壳聚糖神经导管在生物体内的恢复方式

2.1 单纯甲壳素导管修复周围神经损伤

Ishikawa［5］等应用壳聚糖神经导管作为神经桥接大鼠坐骨神经缺损。通过长时间的观察，壳聚糖神经导管大部分降解吸收，再生神经功能较好。

Patel等［6］也用新的功能评价方法证实壳聚糖神经导管可以促进神经形态和神经功能两个方面的恢复，具有很强的临床医用价值。

2.2 壳聚糖神经导管与其他手段复合修复周围神经损伤

壳聚糖神经导管中可以填充种子细胞、促进神经生长的基质以及营养基质，这些可以促进神经形态和功能的恢复，同时由于其良好的生物降解移性，还应成为治疗性药物的控释载体［7］。

导管内微环境的构建包括两个方面:第一是指基质的填充。基质多用胶原凝胶，蛋白和糖胺聚糖所构成，为神经导管提供营养和生长环境;第二是指外源性神经营养因子和促神经再生物质的控制释放，外源性营养因子和促神经再生物质包括，脑源神经生长因子、成纤维生长因子、睫状神经生长因子等，主要是促进神经的生长，起到辅助的作用。

表面修饰法:是指通过在材料表面固定一些生物基质或者是生长因子而提高材料的生物相容性，以促进神经再生。近年来有实验证实，支架表面经处理后(主要是胶原基质、层粘连蛋白、纤维连接蛋白和细胞外基质凝胶裱衬修饰)，可以促进细胞黏附、迁移、生长及分泌大量细胞外基质。同时人们发现导管的表面修饰对神经再生有重要影响，主要包括内部支架的建立和外部多孔状结构的构建。适宜的内外部结构可以促进细胞分化和神经细胞的再生，增加细胞亲和力，支持细胞黏附。

3 总结与展望

综上，单纯的壳聚糖神经导管可以减少肌体损伤组织的纤维组织形成、减少瘀痕的形成、促进肌体组织的恢复以及促进新血管的形成的特点，壳聚糖神经导管不仅能够能够有效的促进内部神经愈合并且保持很小的组织粘连，同时还能使得组织器官的功能得到部分恢复。同时，我们可以在壳聚糖神经导管的内外表面添加附加剂或者将壳聚糖以附加剂的形式添加到其他物质做成的神经导管上，会使周围细胞更快速的生长同时也可以促进神经功能的恢复。至于有什么添加剂可以使得神经能够得到更全面的恢复从而使得细胞组织功能恢复，以及如何通过壳聚糖神经导管使得集体组织功能完全恢复则是我们下一阶段的目标。

［1］肖海军，侯春林，薛锋.羧甲基壳聚糖——羧甲基纤维素膜对周围神经粘连形成及再生能力的影响［J］.中国组织工程研究与临床康复，2009，13(34):6680－6684.

［2］魏欣，劳杰，顾玉东.几丁糖－胶原复合膜促进周围神经再生的实验研究［J］.上海医学，2001，24(9):534－537.

［3］张皑峰，苏增艳，杨朝阳，等.移植壳聚糖导管修复大鼠坐骨神经缺损［J］.神经解剖学杂志，2010，26(5).

［4］刘小华，邱伟，李舒梅，等.低蛋白壳聚糖神经导管组织相容性的实验研究［J］.实用医学杂志，2011，27(8):1359－1361.

［5］Ishikawa N.Suzuki Y，Ohta M，et a1.Peripheral nerver regeneration through the space formed by a chitosan gel sponge［J］.J Biomed Mater Res A，2007，83(1):33 －40.

［6］PateI M.Vandevord PJ，MaRhew H，et a1.Video－gait analysis of functional recovery of nerve repaired with chitosan nerve guides［J］.Tissue Eng，2006，12(11):3189 －3199.

［7］He Q，Aao Q.Wang AJ，et al.In Vitro Cytotoxicity and Protein Drug Release Properties of Chitosan/Heparin Mlcrospheres［J］.清华大学学报:自然科学英文版，2007，12(4):361，365.