7月6日,仿生神經移植物研究成果匯報會在南通大學舉行。中國工程院院士、南通大學江蘇高校神經再生協同創新中心主任顧曉松發布其團隊研發的仿生神經移植物成果。該成果首次將仿生拓撲支架、微流控載藥微球、雙神經營養因子持續釋放、干細胞外泌體和細胞外基質五大功能模塊整合為統一的多維結構移植物系統,為人體脊髓損傷修復與功能重建的臨床應用開辟了創新性的治療路徑。
脊髓損傷導致感覺和運動功能的喪失,致殘率極高,嚴重影響患者的生活質量。脊髓損傷修復與功能重建一直是生命科學與醫學領域中的重大前沿課題。長期以來,傳統的治療手段大多依賴單一材料、單一藥物或單一細胞進行干預,難以實現系統性的功能修復。
顧曉松團隊與天津大學教授明東團隊合作,歷經十多年攻堅與積累,以組織工程五要素與仿生組織工程神經理論創新為指導,近期成功研發出程序可控緩釋仿生脊髓移植物。該移植物發揮了持續抗炎調節作用,使膠質疤痕形成明顯減少,構建了有益于脊髓再生的微環境,促進了損傷脊髓組織修復,血管重塑,感覺和運動功能重建,膀胱功能恢復以及肌肉萎縮逆轉,在動物實驗中實現了良好的治療效果。
顧曉松表示,團隊研發的程序可控緩釋仿生脊髓移植物突破了傳統高分子靜態支架、神經營養因子、干細胞等單一研究方法的局限性。針對脊髓損傷修復的復雜分子病理特征,通過生物材料學、微流控技術、干細胞生物學、轉錄組學等多學科交叉,采用時序化協同調控綜合技術,含環孢菌素A微球早期抑制急性炎癥反應,中期抑制膠質疤痕形成,發揮了持續抗炎作用。同時利用富載重組神經營養因子3(NT-3)的絲素—膠原拓撲支架,早期實現神經元缺血凋亡保護,中期持續釋放負載因子促進軸突再生,為神經再生提供因子。其中,間充質干細胞來源的外泌體和細胞外基質持續發揮促進軸突再生,重建適宜于神經再生的良好微環境。溶脹動力學表明移植物儲能模量與損耗模量與實驗小鼠脊髓組織高度匹配,細胞實驗表明神經細胞黏附沿著支架的溝槽方向定向延伸鋪展。
根據查新檢索報告,該成果首次提出“程序可控緩釋”設計理念,實現各活性因子與脊髓損傷病理階段動態需求的時空匹配,且在同一生物材料支架研究中實現運動、感覺、膀胱和肌肉四維功能恢復的綜合性修復效果。報告指出,該成果推動了仿生組織工程神經理論的發展,為腦損傷、視神經損傷等其他中樞神經系統損傷的組織工程修復提供了可借鑒的技術平臺,為臨床轉化提供了有價值的候選方案。
據悉,該研究成果已在中國工程院院刊Engineering在線發表,并申請了中國、日本和美國發明專利。下一步,顧曉松團隊將圍繞創新鏈和產業鏈的深度融合,推進大動物實驗以及仿生神經移植物作為三類植入醫療器械進入人體實驗的安全性評價,加快推進該科技成果的轉化應用,盡快實現造福患者的科學使命。
相關論文信息:https://doi.org/10.1016/j.eng.2026.06.012
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