大孔丝基神经导管调节大鼠再生坐骨神经的血管化程度

doi:10.4103/NRR.NRR-D-23-01518

摘要/Abstract

摘要：

用于周围神经缺损修复的自体神经移植非常有限，人们开始寻求其他治疗策略，包括使用神经导管。然而，神经导管的使用会导致功能恢复不佳和再生组织的中心坏死，从而限制了其在神经缺损修复中的应用。鉴于血管化在神经再生中的重要性，实验假设血管从周围组织生长到神经导管内的再生神经中将有助于消除坏死过程并改善再生效果。实验比较了大孔/无孔丝基神经导管与自体神经移植在修复大鼠 8 mm坐骨神经缺损的各种特征。通过结合使用显微CT和组织学结果显示，大孔丝基神经导管能够诱导血管从邻近组织生长到管腔内新生血管形成处。与自体神经移植和无孔丝基组相比，大孔丝基神经导管的血管数量明显增加，同时在术后7周，远端接合点的轴突再生也比无孔丝基组有所改善。在 15 mm（临界尺寸）坐骨神经缺损模型中，血管通过大孔丝基神经导管的管壁明显生长，但12周后功能并未明显恢复。以上结果表明，在短小缺损模型中，大孔丝基神经导管增加了再生神经的血管供应，促进了轴突再生，但对于较大神经缺损作用却不明显。

https://orcid.org/0000-0001-5928-9492 (David Hercher)

Abstract: Peripheral nerve injuries induce a severe motor and sensory deficit. Since the availability of autologous nerve transplants for nerve repair is very limited, alternative treatment strategies are sought, including the use of tubular nerve guidance conduits (tNGCs). However, the use of tNGCs results in poor functional recovery and central necrosis of the regenerating tissue, which limits their application to short nerve lesion defects (typically shorter than 3 cm). Given the importance of vascularization in nerve regeneration, we hypothesized that enabling the growth of blood vessels from the surrounding tissue into the regenerating nerve within the tNGC would help eliminate necrotic processes and lead to improved regeneration. In this study, we reported the application of macroscopic holes into the tubular walls of silk-based tNGCs and compared the various features of these improved silk+ tNGCs with the tubes without holes (silk– tNGCs) and autologous nerve transplants in an 8-mm sciatic nerve defect in rats. Using a combination of micro-computed tomography and histological analyses, we were able to prove that the use of silk+ tNGCs induced the growth of blood vessels from the adjacent tissue to the intraluminal neovascular formation. A significantly higher number of blood vessels in the silk+ group was found compared with autologous nerve transplants and silk– , accompanied by improved axon regeneration at the distal coaptation point compared with the silk– tNGCs at 7 weeks postoperatively. In the 15-mm (critical size) sciatic nerve defect model, we again observed a distinct ingrowth of blood vessels through the tubular walls of silk+ tNGCs, but without improved functional recovery at 12 weeks postoperatively. Our data proves that macroporous tNGCs increase the vascular supply of regenerating nerves and facilitate improved axonal regeneration in a short-defect model but not in a critical-size defect model. This study suggests that further optimization of the macroscopic holes silk+ tNGC approach containing macroscopic holes might result in improved grafting technology suitable for future clinical use.

Key words: axon regeneration, blood vessel, functional recovery, macroporous, nerve lesion, peripheral nerve repair, sciatic nerve, silkbased nerve guidance conduit, vascularization

. 大孔丝基神经导管调节大鼠再生坐骨神经的血管化程度[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2025, 20(6): 1789-1800.

Carina Hromada, Patrick Heimel, Markus Kerbl, László Gál , Sylvia Nürnberger, Barbara Schaedl, James Ferguson , Nicole Swiadek, Xavier Monforte, Johannes C. Heinzel, Antal Nógrádi , Andreas H. Teuschl-Woller, David Hercher. Silk-based nerve guidance conduits with macroscopic holes modulate the vascularization of regenerating rat sciatic nerve[J]. Neural Regeneration Research, 2025, 20(6): 1789-1800.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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延伸阅读

NRR: 奥地利维也纳技术应用科学大学David Hercher团队揭示大孔丝基神经导管用于修复周围神经缺损的价值

周围神经损伤是一个严重的全球性问题，通常会对患者的生活质量造成破坏性影响，包括慢性疼痛、持续的感觉或运动功能丧失以及因功能恢复不佳而无法工作。直接端对端修复是治疗小的神经损伤的首选方法，指的是在没有张力的情况下，用最少的缝合线将近端和远端神经残端正确排列的神经束连接起来。对于无法使用无张力直接缝合的较严重神经损伤，感觉神经自体移植物仍是目前的金标准治疗方法，但其使用存在一些问题，包括供体部位发病率或供体神经供应有限。因此，包括神经导管（tNGCs）在内的替代手术策略得到了深入研究。然而，由于许旺细胞无法形成轴突再生所不可或缺的缺损桥接引导结构（Büngner 带），目前这种方法仅限于 3 cm以下的神经缺损修复，其功能恢复大多不尽人意。

为了修复更长距离的周围神经缺损，人们在优化 tNGC 设计方面做了大量研究工作，例如增加腔内引导结构以支持定向的许旺细胞和轴突迁移，或改善管壁的孔隙率以提供充足的氧气和营养供应。此外，一些研究强调了新生血管对周围神经再生的重要性。。

奥地利维也纳技术应用科学大学David Hercher团队在既往研究中，开发了一种定制的丝基t神经导管，它不仅能诱导管腔内的新生血管，还能促进导管周围结缔组织中细枝状血管网络的形成。因此，他们推测血管化至少部分是由 tNGC 内部的再生组织诱导的。这促使他们对丝基t神经导管进行改造，增加了孔径以允许血管生长。Hercher等的研究团队在《中国神经再生研究（英文）》（Neural Regeneration Research）2025年第6期发表的研究中，比较了大孔/无孔丝基神经导管与自体神经移植在修复大鼠 8 mm坐骨神经缺损的各种特征。通过结合使用显微CT和组织学结果显示，大孔丝基神经导管能够诱导血管从邻近组织生长到管腔内新生血管形成处。与自体神经移植和无孔丝基组相比，大孔丝基神经导管的血管数量明显增加，同时在术后7周，远端接合点的轴突再生也比无孔丝基组有所改善。在 15 mm（临界尺寸）坐骨神经缺损模型中，血管通过大孔丝基神经导管的管壁明显生长，但12周后功能并未明显恢复。以上结果表明，在短小缺损模型中，大孔丝基神经导管增加了再生神经的血管供应，促进了轴突再生，但对于较大神经缺损作用却不明显。Hercher等认为仅促进血管化不足以增强严重神经损伤导致的巨大神经间隙的再生，还需要添加支持细胞，如与丝状 tNGCs 一起植入许旺细胞，以改善轴突再生和功能恢复。尽管在使用的神经缺损模型和应用的功能测试中无法看到功能的改善，但短距离缺损模型的结果提示，通过引导结构或细胞成分进一步优化这种孔状 tNGC 方法，将为未来的周围神经缺损的修复带来更好的移植物。