組織工程人工神經修復周圍神經損傷的研究進展

趙文強 ，溫樹正 ，郝增濤 ，殷超 ，張國榮

（1.內蒙古醫科大學，內蒙古 呼和浩特 010110；2.內蒙古醫科大學第二附屬醫院 手足顯微外科，內蒙古 呼和浩特 010110）

周圍神經損傷是一種比較常見的臨床問題，并將不同程度影響患者的生活質量。周圍神經損傷后神經功能的恢復和促進神經再生的治療策略在臨床研究中受到了很多關注，周圍神經損傷后傳統的修復方法效果往往并不令人滿意，在臨床上應用最廣泛的修復方式是以自體神經移植為主。但自體神經移植存在供區感覺功能缺失、自體神經來源有限及遺留手術瘢痕等問題，對于較長或粗大的神經缺損，自體神經移植難以滿足需要。隨著組織工程在周圍神經領域的研究不斷深入，組織工程人工神經將成為修復周圍神經損傷的新途徑，本文將對周圍神經損傷的類別、神經組織工程的基礎研究和與之緊密相關的組織工程人工神經血管化等問題進行綜述。

1 周圍神經損傷概述

圍神經系統包括脊髓和顱神經的運動、感覺和自主神經元，以及神經根、神經節和神經叢等[1]。在日常生活中周圍神經很容易受損傷，是外周神經病變中的主要因素之一，周圍神經的損傷與中樞神經損傷不同之處在于其具有較強的再生能力，但再生程度與損傷的類型直接相關。

在20 世紀40 年代，Seddon 基于對創傷病例的觀察發表了神經損傷嚴重程度的分類：壓迫導致的神經失用型，其損傷可被修復；軸突斷裂，可觀察到軸突連續性喪失但保留有神經鞘膜；神經斷裂，其連續性中斷完全的神經切片。后來，Sunderland 根據組織病理學特征而將周圍神經損傷分為五級（圖1）[2]。Ⅰ級和Ⅱ級對應于Seddon 提出的定義，即Ⅰ級：神經失用；Ⅱ級：軸突斷裂；Ⅲ級：軸突和神經內膜受損而神經束膜完整；Ⅳ級：軸突、神經內膜和神經束膜受損，但保留有神經外膜；Ⅴ級：對應神經斷裂，即完全神經橫斷。在接下來的部分中，將根據最近的研究討論Sunderland（1951）描述的不同等級的神經損傷。

1.1 Ⅰ級周圍神經損傷

Ⅰ級通常對應于周圍神經壓迫，這種類型的損傷是由神經干受直接壓力或根部受壓迫引起，此外，神經壓迫性損傷最常影響穿過骨骼表面的神經。神經壓迫綜合征，也稱為壓迫性神經病，可引起多種疾病，如肘管綜合征（尺神經）、腕管綜合征（正中神經）等[3]。在坐骨神經痛綜合征中也發現類似的病變，主要是因突出的椎間盤壓迫坐骨神經而導致。壓迫性神經病也可發生在長期持于單一體位的患者中，如“星期六夜麻痹”，其患者的上臂受壓，通常是指因為上臂靠椅背睡覺而橈神經受壓出現麻痹。已知機械性壓迫可導致繼發性缺血性損傷，另一方面當神經內部壓力超過動脈內壓力時，神經缺血導致不同嚴重程度的軸突損傷。這兩種病理機制，即機械壓迫和局部缺血，被認為與Ⅰ級損傷有關。Ⅰ級損傷通常伴有髓鞘形態學的改變或節段性脫髓鞘，電生理檢查可顯示脫髓鞘傳導阻滯或軸突受損。Ⅰ級損傷時通常運動和感覺功能沒有完全喪失，因為維持了其完整的神經連續性，有時可能會導致神經性疼痛。

1.2 Ⅱ-Ⅳ級周圍神經損傷

Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級比Ⅰ級更嚴重。如上所述，Sunderland 分類中描述的不同等級取決于病變的嚴重程度，如軸突連續性和髓鞘（Ⅱ級）的喪失，以及神經內膜的損傷（Ⅲ級）和神經束膜的損傷（Ⅳ級）。Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ級損傷病變原因包括擠壓傷和牽拉。神經擠壓傷是由突然顯著的力量施加于神經而引起的，例如鈍器傷。這些病變還可以通過外科鉗在手術期間的操作或車輛撞擊事故引起的擊打來誘導[4]。擠壓傷的嚴重程度雖不一，但一直觀察到的病理改變是軸突的連續性中斷，進而遠端會發生Wallerian變性，在損傷后幾個小時內損傷遠端的軸突和髓鞘開始崩解，48～96 h 后軸突將失去傳導神經沖動的能力。在病理生理學上，神經結締組織支架還沒有中斷，因此，神經纖維的再生相對比較容易，因此可以更好地恢復功能。然而，在損傷部位經常觀察到創傷性神經瘤的形成，這可能限制甚至阻止神經再生，因此，神經功能區恢復非常不均勻，即便功能區恢復是完整的，但通常需要相當長的時間。研究人員常用神經擠壓模型來研究周圍神經再生，通常使用“鋸齒”狀或非“鋸齒”狀外科手術鉗對嚙齒動物的坐骨神經造成人為損傷以進行實驗。文獻報道有很多產生擠壓傷的方式。因此，研究中存在著強烈的異質性，主要是由于使用了不同的手術器械。Beer 等[5]描述了使用非“鋸齒”狀夾具，旨在使施加于神經的壓力更趨于標準化。在動物模型中，通常認為組織再生和功能恢復是存在個體間差異的，這一特征使得坐骨神經擠壓傷模型特別適于研究周圍神經再生的生物學以及制定治療方案以改善功能恢復。然而，在實驗動物中觀察到的自發性軸突再生通常不會在人類中發生，這是由于在損傷部位觀察到廣泛的組織纖維化。因此，在許多嚴重的情況下，擠壓病變需要手術以移除受損組織并用導管代替。學者還開發了化學模型來模擬Ⅱ級和Ⅲ級。例如大鼠坐骨神經內注射甘油，觀察到的神經病變顯示神經纖維和髓鞘的完全破壞，但維持有結締支架，包括神經束膜和神經外膜并將該模型用于評估神經再生期間的血管形成等問題[6]。

圖1 周圍神經損傷模擬圖

周圍神經也容易受到過度牽拉，隨著牽拉力的增加，超過了神經的彈性，髓鞘、軸突和一些結締組織可能會破裂。實驗性神經牽拉研究表明，大鼠坐骨神經伸長8%會增加神經內壓，并使血流減少[7]。人體牽拉傷的一個例子是新生兒Erb-Duchenne 麻痹，這是一種臂叢神經麻痹，最常見于復雜或困難分娩期間臂叢神經的肩部撕脫。在人類中，一個重物落在人的肩膀上可能會產生另一種拉傷，導致臂叢神經撕脫，并拉出脊髓根，這些撕裂傷最常見于車輛事故。

1.3 Ⅴ級周圍神經損傷

根據Sunderland 的分類，Ⅴ級是最嚴重的神經損傷。在這種類型的損傷中，神經干的連續性完全喪失。最常見的病因是周圍神經的橫斷或撕裂。橫斷傷一般是由切割物體造成的（如刀傷、碎玻璃、金屬碎片、電鋸刀片）。另一個例子是在外科手術期間無意中橫切脊神經分支，雖然可能發生部分恢復，但完全自發恢復是不可能的。在臨床中，神經缺損需要使用感覺神經（通常是腓腸神經）作為自體移植物，在組織損失的情況下，另一種解決方案是使用生物材料（生物神經導管、各種自體組織、生物功能化生物材料）和/或合成材料（硅膠、殼聚糖）植入重建[8]。

2 周圍神經組織工程

周圍神經組織工程的基礎是以雪旺細胞為核心，以相容性良好的生物可降解材料為支架，能維持雪旺細胞存活和神經再生的生長因子為誘導劑的有機整體。組織工程人工神經是一種橋梁，在修復周圍神經損傷中起著營養支持的作用，其有三個要素，即種子細胞、生物支架材料和生長因子。

2.1 種子細胞

2.1.1 雪旺細胞

雪旺細胞（SCs）是周圍神經纖維的重要組成成分，是構成有髓神經纖維的髓鞘和無髓神經束膜的主要成分，周圍神經損傷后，遠端發生Wallerian 變性，軸索和髓鞘完全崩解，此時SCs 分裂增殖，形成Bunger帶，引導軸突再生。此外，在神經軸突生長過程中，雪旺細胞還可以分泌神經生長因子(nerve growth factor,NGF)等多種活性物質，產生多種細胞外基質，和細胞粘附分子等，不斷誘導、刺激和調控髓鞘的形成和軸突的再生，為軸突再生提供先決條件，因此獲得大量、高純度、低免疫原性的SCs 是組織工程人工神經研究的重要課題。

原代SCs 的分離和培養首先在1970 年代中期完成，并且很快被鑒定為外周和中樞神經元疾病的潛在的細胞治療劑[9，10]。因此，原代SCs 的自體移植已用于增強周圍神經損傷動物模型中的神經再生[11]。從神經組織分離并在體外培養的SCs 保留了表達營養因子以支持軸突再生和再生后髓鞘的傳導功能，在培養過程中可以用有絲分裂來擴增培養的SCs 群體，從而增加移植所需的細胞數量。然后可以將培養的細胞移植到細胞化組織或生物材料支架中以重現周圍神經樣組織。最重要的是，擴增的人和大鼠SCs 群體在去除絲裂原后移植到嚙齒動物中時未顯示腫瘤形成[12]。但是原代SCs 的分離培養存在著一定的難度，手術獲取的周圍神經含有大量的污染細胞，包括成纖維細胞，其在培養中比原代SCs 更容易復制，因此，SCs 的培養物可能會被成纖維細胞覆蓋，并且有證據表明活化成纖維細胞的移植實際上可能通過產生瘢痕而損害周圍神經再生。國內，韓金豹等通過改良SCs 的培養方法，應用阿糖胞苷（Arab-c）抑制成纖維細胞生長，并加入NGF 促進SCs 生長獲得了濃度超過90%的SCs，并將其應用于后期的組織工程人工神經的研究中[13]。目前，研究者們也將SCs 用于治療脊髓損傷的臨床試驗，對于周圍神經損傷的治療SCs 有重大的臨床應用價值。

2.1.2 干細胞

原代SCs 的分離和培養的困難導致研究人員尋找替代的細胞來源以支持組織工程構建體的軸突再生。干細胞是一種合理的選擇，因為它們能夠分化成多種細胞類型并在培養中自我更新。它可以在特定條件下被誘導向神經細胞分化，例如在特定誘導條件下干細胞也可分化為表達S-100 蛋白、角質纖維酸性蛋白（GFAP），和 P75 等SCs 特有標記物的雪旺細胞樣細胞，而且已經研究證實：分化成的雪旺細胞樣細胞同樣可以促進軸突再生[14]。根據發育階段干細胞被分類為胚胎干細胞和成體干細胞。根據發育潛能分類為：從受精卵母細胞中分離的胚胎干（ES）細胞被定義為全能干細胞，并且從胚泡中取出的ES細胞被稱為多能細胞，全能干細胞可直接克隆人體，多能干細胞可直接復制各種臟器和修復組織。目前應用于構建組織工程人工神經的主要干細胞有：胚胎干細胞（embryonic stem cells，ESCs）、神經嵴干細胞（neuralcreststemcells，NCSCs）、毛囊干細胞（hair follicle stem cells，HFSCs）、脂肪干細胞（ASCs）、嗅鞘細胞（olfactory ensheathing cells，OECs）、骨髓間充質干細胞（Mesenchymal Stem Cells，MSCs）、誘導多能干細胞（induced pluripotentstemcells，iPSCs）等。已經在周圍神經損傷模型中研究了每種類型的干細胞，以確定它們在損傷后支持軸突再生的能力[15]。因此，在組織工程人工神經構建中干細胞或可替代雪旺細胞，成為首選的種子細胞。

2.1.3 基因工程細胞

盡管最近在神經再生和外科修復技術方面取得了很多進展，但修復受損神經后的功能完全恢復是罕見的。生長因子是周圍神經損傷后再生過程的主要組成部分，神經損傷后生長因子的表達在遠端神經和失神經肌肉中被上調，在損傷部位遠端的神經肌肉組織中表達較高，而在受損神經的近端殘端中觀察到最小表達。神經損傷后遠端和失神經肌肉的產量增加發生在損傷后早期，隨著時間的增加表達逐漸減少，損傷后生長因子表達的模式產生了一個臨時的濃度梯度，隨著損傷部位距離的延長而增加。臨時遠端上調和生長因子的分泌是促進軸突再生的信號，但是信號的持續時間通常短于再生軸突到達末端器官目標所需的時間。慢性去神經支配后遠端神經中的生長因子水平不足以刺激近端殘端的強健軸突再生[16]，因為在神經到達目標之前，刺激它的信號變得很低或者消失。

基于周圍神經損傷后生長因子體內擴散不良和代謝活動窗口短的結果，現研究外源性神經營養因子給藥作為增加周圍神經再生的新途徑。使用基因工程細胞系統的新興研究表明，新的治療基因轉移到周圍神經系統中，用于局部長期轉基因表達，作為受損外周神經的新的治療方法。受損外周神經的新型治療方式，基因工程細胞的使用已證實，但也注意到某些缺點，最重要的是其中神經營養因子水平的平衡調控，如濃度表達過高，反而可能會限制神經突向外生長，因為神經突不會繼續逆轉不利的神經營養濃度梯度[17]。因此為了避免這種效應，需要開發條件性表達的基因工程細胞系統，通過這種方式，生長因子的生理水平可以在遠端殘端的需要區域保持適當的時間長度，并且可以在再生軸突橫穿缺損區后沉默。大量的文獻證實，基因修飾細胞技術可根據需要選擇性增強種子細胞對某個或多個細胞因子的釋放，經特殊工藝處理后還能實現細胞因子釋放的可控性。因此，在組織工程人工神經研究領域中具有巨大的優勢及廣闊的應用前景，它將成為未來種子細胞研究的方向之一。

2.2 生物材料

隨著生物材料學的不斷進步和發展，生物材料的臨床應用日益廣泛。在組織工程人工神經研究領域一種理想的生物材料應符合以下要求：第一，材料必須具有良好的組織相容性和生物安全性，以保證植入體內后不會發生明顯的排異及對機體的毒性作用。第二，應具有良好的表面活性，以利于種子細胞的生長和黏附并更好地發揮其生物學活性。第三，管壁材料應具有選擇通透性，以利于維持種子細胞的活性以及人工神經早期血管化的構建。第四，材料應具有適合神經軸突生長的三維空間結構，為神經再生提供通道。第五，材料還應具有優良的機械力學性能，以利于承載神經再生所需要素。第六，在完成神經支架使命后材料應能完全降解并排出機體。

最初，生物惰性材料用于修復組織損傷，但它們只能為組織爬行提供支撐。但這些材料無法加速修復，因此學者們開始研究其他材料，目前生物支架材料種類繁多，主要有以下幾種。

2.2.1 人造合成材料

聚酯是神經組織工程中常用的合成材料，如聚乳酸、聚己內酯和聚乙醇酸。當與骨髓間充質干細胞結合時，聚乳酸表現更好并加速周圍神經修復，能引導SCs 的遷移并誘導正常神經結構的形成[18]。聚己內酯材料在修復神經方面具有與自體移植物相似的效果，其性能優于聚乳酸導管。當與白細胞介素-β10 結合時，聚己內酯納米纖維支架促進受損外周神經周圍的活化，這對其修復很重要。聚乙醇酸也為神經修復提供支持，聚乙醇酸具有良好的機械性能，可用于修復長段神經缺損[19]。人造合成材料具有良好的生物相容性和生物降解性，重要的是它們的分解對機體幾乎沒有傷害。缺點是生產制造支架所需的高純度聚合物單體需要花費大量的時間和金錢，而且這種材料的彈性和硬度較差，需用化學或物理方法去改善這些材料的性能。

2.2.2 天然生物材料

組織修復中使用三種主要的天然生物材料，膠原蛋白、絲素蛋白和明膠。Ⅰ型膠原導管是臨床上使用最廣泛的生物材料，純化的Ⅰ型膠原蛋白廣泛應用于神經組織工程。當用于長間隙缺損損傷時，它可以獲得與神經移植物類似的效果，有助于神經功能的恢復。當以合適的比例與殼聚糖和明膠結合時，材料的微觀結構在所有方面都是可觀的，包括孔徑等，這對受損神經的康復具有積極作用[20]；絲素蛋白材料可以促進神經生長因子顆粒等相關因子的釋放，提供更多的營養因子和更合適的微環境來促進神經修復。絲素蛋白與背根神經節細胞具有良好的相容性，并支持細胞生長；明膠材料可用于修復周圍神經損傷，減少神經重建過程中的顯微操作，使修復更方便[21]。與原彈性蛋白結合，明膠在體內降解得更慢，表明有可能支持緩慢再生神經的生長。上述天然生物材料豐富且易于獲得，具有良好的生物相容性和生物降解性，并且易于在生物體內吸收。然而，每種天然生物材料都有其自身的缺點。有些是脆的，容易破裂，或在潮濕的環境中容易被侵蝕，一些天然材料不溶于水和普通有機溶劑，因此限制了其應用，然而化學改性和與其他材料的混合可以改善其功能并促進其使用。

2.2.3 新型可降解材料

殼聚糖是甲殼質脫乙?；蟮难苌铮瑲ぞ厶羌捌溲苌飸{借良好的組織相容性、多樣的生物活性、無細胞毒性、生物降解性及低致敏性被稱作多功能材料，其出眾的物化性質，如高比表面、多孔性、抗張力強度及導電性，使其醫學用途廣泛，已廣泛應用于臨床。顧曉松等將殼聚糖作為支架材料，成骨研制組織工程化神經，修復犬坐骨神經缺損[22]。殼多糖在神經修復的早期階段起到支持、保護和引導作用，并且在再生過程中可以提供相對穩定的局部微環境，在神經修復和再生的后期逐漸被吸收和降解。當與骨髓間充質干細胞結合時，殼聚糖促進周圍神經損傷的修復。與藻酸鹽支架相比，用于修復脊髓損傷的殼聚糖支架導致較少的瘢痕形成[23]。石墨烯是一種二維碳納米材料，具有良好的光學、電學和機械性能，當石墨烯的納米顆粒摻入殼聚糖/明膠支架中并用于修復大鼠的坐骨神經損傷時，它能促進受損神經的再生，減少炎癥反應并加速內源性成神經細胞的遷移[24]。這些材料非常新穎，因此需要進一步研究以發現其優缺點，以更好地應用于臨床。

2.3 生長因子

生長因子的神經營養作用可間接影響神經導管中的種子細胞，作為組織工程神經移植的一部分，可以將外源性生長因子添加到神經導管中，尋求更好的神經修復效果。最常用的是神經生長因子（NGF）、腦源性神經營養因子（BDNF）和神經膠質細胞系衍生的神經營養因子（GDNF）等。裝載有NGF 的殼聚糖/絲膠蛋白復合支架可維持生物活性成分的局部釋放，以治療慢性周圍神經壓迫損傷。BDNF 在促進神經元存活、增加突觸可塑性和神經發生方面的作用顯著，當表達BDNF 的慢病毒載體注射到由模板化瓊脂糖多通道引導支架橋接的坐骨神經損傷部位時，它增強了周圍神經再生[25]。GDNF 可以支持運動神經元的存活，為它們提供營養并調節神經元的發育和分化。當游離GDNF 與氧化鐵納米顆粒綴合以延長其活性時，顯著加快髓鞘的發生和生長[26]。神經營養因子 3（NT-3）、睫狀神經營養因子（CNTF）和 VEGF也已被用于修復周圍神經損傷。生長因子主要以蛋白質為主，它們的功能在高溫、高壓或與有機溶劑接觸的條件下容易破壞，然而，這些方法對于生產支架材料是必需的，因此在制備材料期間必須考慮將生長因子應用于支架以增強對生長因子的保護。

3 組織工程人工神經血管化

組織工程學是將種子細胞種植于組織相容性及生物降解性良好的生物材料上，形成細胞-支架材料復合物，并在生長因子的輔助下移植到組織或器官。目前組織工程學在各研究領域都有了突破性進展，然而組織工程神經的移植效果一直不是很理想，與自體神經移植相比還有差距。分析其原因，學者們認為這可能與神經移植物的再血管化延遲有關，不能及時建立內在有效的血液循環，缺血缺氧，這可能導致種子細胞枯萎，進而神經再生功能降低。研究表明，體內大多數細胞位于距離最近的血管源100～200μm，以確保通過擴散充分輸送氧以滿足細胞代謝的需要[27]，如超過這個距離就需要血管提供氧氣以維持組織器官正常功能。因此必須找到解決組織工程神經移植區血管化的方法是課題關鍵。

我國顧曉松院士的科研團隊，多年來致力研究周圍神經損傷修復的相關課題，如殼聚糖、絲素等支架材料及不同種子細胞、生長因子等，認為血管生成和神經再支配是密切相關的過程。Ferretti 等[28]研究顯示，在移植的人類皮膚模型中，血管形成先于神經支配過程，表明神經組織的發育是由血管系統提供的營養或營養因素驅動的。雖然一些研究者證明在神經再生的同時發現了足夠的神經內血管形成，但對血運重建在神經再生中的特殊作用了解較少。周圍神經的血管化可分為兩個縱向系統：第一個是神經周圍的血管系統，通過提供分支連接到外部血管系統，外在系統包括一系列沿周圍神經表面運動的動脈和靜脈，主要供應神經外膜和神經周圍區域。第二個是神經內血管（INV）系統，相比之下，內在系統獨立于外在系統運行，其位于神經束內并且由小動脈、小靜脈和毛細血管組成，向神經內隔室區域供應血液和溶解的營養物[29]。血管成分和神經組織被血-神經屏障（BNB）分開，在神經系統中，神經束膜和神經內膜對于BNB 的形成是必需的，神經束膜主要具有機械功能，而神經內膜則控制兩側之間的交換，神經束膜層狀包繞在分束周圍，其中每層都有成纖維細胞并被基底層覆蓋，肌纖維母細胞位于該基底層上，該組織主要與神經的牽拉順應性有關。神經內膜由神經內膜成纖維細胞、神經膠質細胞和有髓神經纖維的膠原組織致密基質組成，神經內膜還含有神經內膜液，類似于中樞神經系統的腦脊液，通過INV 系統的內皮細胞維持對神經內液體內穩態的調節，血液和神經內膜間的交換是通過載體如葡萄糖轉運蛋白-1 等進行。最后一個成分是髓鞘，它對軸突有營養和保護功能?？傊庵苌窠浀难鹾虾蜖I養供應在神經發育、體內平衡和再生中起關鍵作用。

還有一些研究指出了皮膚中神經和血管的排列以及它們的相互成熟之間的聯系[30]，然而，盡管這些研究大多集中在血管網絡對神經系統的影響，但對于INV 系統如何發展并在周圍神經損傷后促進軸突再生的機制尚不明確，因此這種機制值得我們去研究。Martial 等[31]研究分析甘油注射損傷的周圍神經切片的血管再生情況，觀察發現在D14 和D21神經細胞的增加與基底膜的增殖有關。此外，還注意到由幾個新毛細血管包圍的小動脈的存在，這些觀察結果有利于INV 系統的再生，在D60 觀察到具有正常外觀的血管，因此表明INV 系統完全再生。對此得出結論，血管反應由兩個階段組成，早期階段包括損傷后第1 周，其特征是血管體積變大，血管數量保持不變。第二階段在損傷后1～6 周，觀察到血管數量的增加。血管反應的第一階段與巨噬細胞的募集和Wallerian 變性產生的軸突退化和髓鞘碎片的清除有關，而第二階段與神經再生有關，包括細胞增殖、軸突伸長和髓鞘形成。實際上，有大量證據表明，毛細血管的結構和功能特別有利于軸突再生。在再生期間，神經內膜毛細血管的數量和毛細血管滲透性的增加，可以促進碎屑的清除并且有助于延長軸突，SCs 遷移和軸突再生在血管良好的區域中最為明顯。

此外，有關研究強調了血管內皮生長因子（VEGF）對神經元存活和SCs 增殖的有益作用，在硅膠腔室中添加的血管內皮生長因子（VEGF）顯示在大鼠坐骨神經損傷模型中顯著增加血管形成并增強軸突再生和SCs 增殖，表明血管化和神經再生過程之間的相互依賴性[32]，血管化增加與神經再生增強之間存在正相關關系。VEGF 是組織修復過程中需要的有效血管生成因子，具有促進血管通透性增加和血管內皮細胞遷移的作用。另一項研究表明，巨噬細胞分泌的VEGF-A 可能通過血管生成、神經營養和神經保護等作用來支持和增強再生神經纖維的生長[33]。

總之，血管形成和神經再生之間的相互聯系已得到很好的證實。首先，脈管系統提供諸如氧氣的營養物，用于再生軸突和相關細胞，從而增加長期存活。此外，內皮細胞分泌可有益于神經發生和神經再生的分子。最后，血管也可作為施萬細胞遷移的軌道，從而引導軸突生長。因此，血管化人工神經導管是探索周圍神經損傷修復的一種令人興奮的方法。圍繞此研究，我們將簡單描述實現神經血管化的技術方向。

血管化神經移植物（VNG）涉及將完整脈管系統的神經移植物移植到神經再生部位，并且已經開發用于解決許多生理性挑戰。VNG 可促進人體血管化不良區域的神經內灌注和營養輸送，通過恢復神經血管而避免常規神經移植物的早期缺血。盡管VNG具有改善神經修復的潛力，但主要限制是缺乏供體部位。VNG 在大神經中起作用，特別是在長間隙中。然而，為了獲取如此大的神經，供體部位的發病率和瘢痕形成不可避免。

使用血管內皮細胞（VECs）和生物材料支架預制血管化神經構建體的組織工程為長間隙神經修復中的血管形成提供了另一種方法。一項研究表明，通過在纖維增強的3D 復合支架內同時培養SCs 和VECs，可以形成血管化神經工程化構建體[34]。根據該研究，將來自兔子的SCs 和VECs 以2∶1 的比例進行培養，然后將該混合細胞群注射到纖維增強支架的兩端以形成血管化組織工程神經構建體。這些構建體在三個不同的術后時期（4、8 和16 周）對兔坐骨神經損傷模型進行評估，并且在傳導速度、神經纖維數量和髓鞘厚度方面益于促進神經修復，表明當存在VECs 時，神經生長顯著增強，支持在組織工程化神經構建體中內皮細胞具有的效用。

4 展望

周圍神經損傷修復過程復雜，由多種因素共同參與。組織工程人工神經若要滿足自體移植“黃金標準”，甚至超越自體移植仍有很多的技術問題需要進一步解決，如：⑴支架材料的選擇，需選擇與種子細胞相容性良好，更好地促進種子細胞在其上增殖分化，同時能負載細胞生長因子，從而更好地改善體內微血管化；⑵在時間和空間上調控加入的生長因子，把關平衡，實現生長因子的高度表達；⑶周圍神經血管系統促進周圍神經再生的相關機制還未見明確。為此，希望神經組織工程研究不斷深入與完善，精準而快速地促進神經再生和神經功能恢復，在臨床實踐中得到更為廣泛的推廣和應用，為人類造福。