国产在线观看12_中文无码在线电影_国产成人拍精品视频午夜网站_日韩在线看片中文字幕不卡_色综合啪啪_午夜精品无码一区二区三区_欧美日韩一道本_日韩精品一区二区三区免费视频_国产成人网站在线观看_国产97在线看

技術(shù)文章

Technical articles

當(dāng)前位置：首頁(yè)技術(shù)文章蘭大團(tuán)隊(duì)《Advanced Science》開(kāi)發(fā)果蠅仿生微針貼片改革創新，高效促治療

蘭大團(tuán)隊(duì)《Advanced Science》開(kāi)發(fā)果蠅仿生微針貼片知識和技能，高效促治療

更新時(shí)間：2025-07-18點(diǎn)擊次數(shù)：742
周圍神經(jīng)損傷（Peripheral nerve injury，PNI）是一種常見(jiàn)的外傷性疾病新模式，常由車禍實現、戰(zhàn)傷、工傷和醫(yī)療事故等引起組織了。PNI的典型臨床表現(xiàn)為受損神經(jīng)所支配的區(qū)域出現(xiàn)感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能障礙服務體系，其嚴(yán)重程度因損傷程度而異。這種疾病給患者帶來(lái)了極大的痛苦與不便搶抓機遇，嚴(yán)重影響了他們的生活質(zhì)量分析；同時(shí)，也給患者與社會(huì)帶來(lái)了沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)全面闡釋。


PNI的傳統(tǒng)治療方法可分為手術(shù)治療和非手術(shù)治療兩類非常激烈。非手術(shù)治療方法包括電刺激、磁刺激引人註目、激光光療等設備製造，而手術(shù)治療方法包括神經(jīng)縫合術(shù)和神經(jīng)移植術(shù)（包括同種異體移植和自體移植）。其中攻堅克難，自體移植術(shù)因其療效最佳管理，被認(rèn)為是PNI治療的“金標(biāo)準(zhǔn)"。然而，目前的PNI傳統(tǒng)治療方法仍然存在較大的局限性新型儲能，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：自體移植術(shù)所需的供體神經(jīng)來(lái)源有限，且術(shù)后存在潛在的致畸新品技、致癌性等風(fēng)險(xiǎn)範圍；此外，PNI并發(fā)的肌肉減少問(wèn)題也會(huì)進(jìn)一步影響功能恢復(fù)的效果紮實做。


針對(duì)以上兩方面空間廣闊，蘭州大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院范增杰教授團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一種具有海參仿生特性的微針神經(jīng)導(dǎo)管（MNGCs），用于PNI及其導(dǎo)致的肌肉減少的協(xié)同高效治療提供深度撮合服務。該MNGCs是由摩方精密 microArch® S230 （精度：2μm）高精度3D打印設(shè)備加工模具后經(jīng)PDMS翻模制備而成服務品質。相關(guān)研究成果以“Sea Cucumber-Inspired Microneedle Nerve Guidance Conduit for Synergistically Inhibiting Muscle Atrophy and Promoting Nerve Regeneration"為題發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《ACS Nano》上。蘭州大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院碩士研究生胡策文組成部分、劉斌為共同第一作者影響，蘭州大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院范增杰教授和康涅狄格大學(xué)化學(xué)與生物分子工程系孫陸逸教授為共同通訊作者。


圖片



海參是一種海生軟體動(dòng)物的過程中，體型呈圓筒狀發展契機，體表外側(cè)長(zhǎng)有規(guī)則排列的錐形狀疣足，內(nèi)側(cè)則長(zhǎng)有規(guī)則排列的條狀肌肉促進進步。海參的體壁柔軟發力，含有大量的膠原。膠原因具有不對(duì)稱的晶體結(jié)構(gòu)迎來新的篇章，具有壓電效應(yīng)共創美好。受此啟發(fā)，作者根據(jù)海參的生理特性和解剖特征設(shè)計(jì)了MNGCs薄弱點。



MNGC由聚己內(nèi)酯（PCL）覆蓋範圍，還原氧化石墨烯（rGO）和納米氧化鋅顆粒（ZnO NPs）組成。其中積極性，PCL為MNGCs的基質(zhì)材料實踐者，使MNGCs具有良好的柔韌性與生物相容性；rGO和ZnO NPs分別賦予了MNGCs良好的導(dǎo)電性能與壓電性能服務機製，使MNGCs能產(chǎn)生并傳導(dǎo)適宜的電刺激（ES）貢獻力量。這是模仿了海參具有產(chǎn)生并傳導(dǎo)生物電的潛力的生理特性。同時(shí)大幅拓展，MNGCs的外側(cè)為微針（MNs）的針尖發行速度，內(nèi)側(cè)為微通道；MNs可以刺入神經(jīng)周圍肌肉并傳導(dǎo)ES與時俱進，而微通道可以引導(dǎo)雪旺細(xì)胞（SCs）定向生長(zhǎng)性能。這是模仿了海參具有錐形疣足和條帶肌肉的解剖特征。MNGCs植入體內(nèi)后，因形變而實(shí)現(xiàn)力電轉(zhuǎn)換產(chǎn)生ES供給。在MNGCs的內(nèi)側(cè)的方法，ES與微通道共同使SCs定向高效遷移，促進(jìn)軸突和髓鞘的新生進(jìn)而促進(jìn)神經(jīng)的新生進行探討；同時(shí)落到實處，在MNGCs的外側(cè)，ES通過(guò)MNs向其插入的肌肉中傳導(dǎo)ES最新，進(jìn)而抑制肌肉纖維減少技術創新。最終實(shí)現(xiàn)了PNI及其導(dǎo)致的肌肉纖維減少的高效協(xié)同治療。




圖片
圖一. MNGCs設(shè)計(jì)重要作用、制備以及協(xié)同治療的示意圖持續向好。



首先制備了具有良好導(dǎo)電性能和壓電性能的復(fù)合材料PG與PZG。MNGCs的基質(zhì)材料——PCL原本是不具有導(dǎo)電性能和壓電性能的材料充足，向其中添加了rGO（PG）和rGO+ZnO NPs（PZG）后進展情況，復(fù)合材料的導(dǎo)電性能明顯提升，也具有了壓電性能綠色化發展。當(dāng)rGO含量為2%時(shí)應用的選擇，其電導(dǎo)率為1.03*10-3S/cm；而當(dāng)ZnO NPs含量為2%時(shí)左右，其可輸出的電壓和電流的最大值分別為4.6 V和1.9 μA背景下。這一優(yōu)良的電學(xué)特性具有充足的潛力促進(jìn)PNI及肌肉纖維減少的協(xié)同治療。又因?yàn)閞GO和ZnO NPs具有潛在的生物毒性可靠保障，通過(guò)MTT法對(duì)其在PCL中的含量進(jìn)行了篩選自然條件，發(fā)現(xiàn)當(dāng)rGO和ZnO NPs的含量≤2%，材料仍具有良好的生物相容性（見(jiàn)圖3-A&B）開展。因此互動互補，確定PG與PZG中 rGO和ZnO NPs的含量為2%，并進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)提單產。


圖片


圖二. PG與PZG的電學(xué)性能深入實施。(A). rGO含量不同時(shí)PG的電阻率。(B). rGO含量不同時(shí)PG的電導(dǎo)率發展空間。(C).PZG的PFM振幅圖效果。(D)和(E). ZnO NPs含量不同時(shí)PZG的開(kāi)路電壓。(F)和(G). ZnO NPs含量不同時(shí)PZG的短路電流足了準備。



研究團(tuán)隊(duì)使用上述PCL合作關系，PG與PZG作為材料，通過(guò)模板法制備了MNGCs深刻內涵。如圖三所示傳遞，藍(lán)色的模板為制備MNs用的PDMS陰模融合。此PDMS陰模的制備過(guò)程如下：先使用摩方精密microArch® S230 3D打印設(shè)備構(gòu)建主MNs，再使用PDMS轉(zhuǎn)寫(xiě)主MNs以獲得PDMS陰模相關性。材料注入PDMS陰模后完成的事情，使用摩方精密microArch® S230 3D打印設(shè)備構(gòu)建的黃色模板——塑料微通道模板，此微通道模板是直接由設(shè)備構(gòu)建而來(lái)穩定。MNs基底背側(cè)的微通道構(gòu)建完畢且MNs冷卻后改造層面，將其取出并卷成管狀，即可獲得MNGCs效高化。



圖片
圖三. MNGCs的制備流程新體系。



隨后對(duì)MNGCs進(jìn)行了理化組成投入力度、宏微觀形貌與力學(xué)性能的分析創造。FTIR，XRD首先證明了MNGCs中含有PCL和ZnO NPs貢獻法治，Raman不僅證明了MNGCs中含有rGO設備製造，且此rGO是被成功還原的。PCL在添加了rGO和ZnO NPs后攻堅克難，由疏水轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水管理，且親水性較優(yōu)秀，這有利于其生物應(yīng)用雙向互動。SEM證明了MNGCs中的MNs和微通道具有良好的微觀形貌效率和安，而MNGCs的宏觀形貌也與海參高度相似。MNGCs的導(dǎo)管主體部分均具有較好的拉伸性能品牌，能夠穩(wěn)定橋接神經(jīng)而不斷裂深入開展；由PG和PZG制成的MNGCs的MNs針尖部分也具有較好的壓縮性能，能夠刺穿并插入肌肉中應用，為ES的高效傳遞創(chuàng)造條件建議。


圖片
圖四. MNGCs的表征。(A). MNGCs的FTIR圖譜相貫通。(B). MNGCs的XRD圖譜不斷發展。(C). MNGCs的Raman圖譜。(D)和(E). 不同MNGCs的水接觸角照片及其定量分析自動化方案。(F)和(G). MNGCs的MNs與微通道的SEM照片及其EDS分析緊密協作。(H).MNGCs的數(shù)碼照片。(I)和(J).MNGCs的導(dǎo)管本體的拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及其楊氏模量線上線下。(K)和(I). MNGCs的MNs的壓縮試驗(yàn)的試驗(yàn)力-位移曲線及其位移量為0.75mm時(shí)的試驗(yàn)力穩定性。


在體外層面對(duì)MNGCs促進(jìn)PNI修復(fù)的效果進(jìn)行了驗(yàn)證，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)微通道能通過(guò)限定SCs的分布來(lái)引導(dǎo)其定向生長(zhǎng)增殖過程中，而ES的促進(jìn)作用和導(dǎo)電微環(huán)境的改善均有利于提升SCs的線性遷移速率去突破，其中ES的促進(jìn)作用更為明顯能運用。上述兩方面的共同作用使得SCs能在MNGCs內(nèi)部高效定向遷移，進(jìn)而促進(jìn)PNI的修復(fù)智能設備。



圖片
圖五. MNGCs促進(jìn)PNI修復(fù)的體外效果不可缺少。(A). PG的細(xì)胞毒性。(B). PZG的細(xì)胞毒性特點。(C). 微通道引導(dǎo)SCs定向生長(zhǎng)的效果積極回應。(D). 雙重電學(xué)功能促進(jìn)SCs遷移的效果。


研究團(tuán)隊(duì)建立了大鼠的坐骨神經(jīng)大范圍損傷模型又進了一步，在體內(nèi)層面對(duì)MNGCs協(xié)同緩解肌肉纖維減少和促進(jìn)神經(jīng)再生的效果進(jìn)行了研究多種場景。首先研究了MNGCs緩解肌肉纖維減少的效果。對(duì)腓腸肌健側(cè)/患側(cè)進(jìn)行了對(duì)比規劃，發(fā)現(xiàn)PZG-MNGCs組的腓腸肌減少程度擴大公共數據，不論是大體觀察狀態(tài)還是濕重比均接近自體移植治療的效果。Masson染色的結(jié)果帶動擴大，即PZG-MNGCs組的腓腸肌的肌纖維面積最高且膠原纖維面積低核心技術體系，也印證了這一結(jié)論。因此可以確定持續發展，PZG-MNGCs緩解PNI導(dǎo)致的肌肉纖維減少的效果優(yōu)異必然趨勢。



圖片
圖六. MNGCs緩解肌肉減少的體內(nèi)效果。(A). 患側(cè)/健側(cè)腓腸肌大體觀察的照片創造性。(B). 患側(cè)腓腸肌的Masson染色圖片發展的關鍵。(C). 患側(cè)/健側(cè)腓腸肌的濕重比。(D). 患側(cè)腓腸肌Masson染色的平均肌纖維面積規模設備。(E). 患側(cè)腓腸肌Masson染色的平均膠原纖維面積真諦所在。

隨后研究了MNGCs促進(jìn)神經(jīng)再生的效果。通過(guò)對(duì)新生神經(jīng)進(jìn)行甲苯胺藍(lán)（新生軸突）和勒克索固藍(lán)（新生髓鞘）和CD31-IHC（新生微血管）染色十分落實，發(fā)現(xiàn)PZG-MNGCs組的神經(jīng)再生水平接近自體移植治療組倍增效應。



圖片
圖七. MNGCs促進(jìn)神經(jīng)再生的體內(nèi)效果。(A). 新生神經(jīng)的甲苯胺藍(lán)染色圖片製造業。(B). 新生神經(jīng)的勒克索固藍(lán)染色圖片優化服務策略。(C). 新生神經(jīng)的CD31-IHC染色圖片。(D).新生神經(jīng)中活躍SCs的密度發展基礎。(E). 新生神經(jīng)中髓鞘的密度兩個角度入手。(F). 新生神經(jīng)中CD31的密度。



最后研究了MNGCs促進(jìn)神經(jīng)再生的潛在機(jī)制同期。將NF-200（軸突）和S-100β（髓鞘）作為標(biāo)記為進(jìn)行IF染色生產效率，發(fā)現(xiàn)PZG-MNGCs組中NF-200和S-100β的表達(dá)水平接近自體移植治療組。這說(shuō)明PZG-MNGCs主要依靠施加ES+改善導(dǎo)電微環(huán)境來(lái)促進(jìn)軸突和髓鞘的再生效果，進(jìn)而促進(jìn)神經(jīng)的再生使用。



圖片
圖八. MNGCs促進(jìn)神經(jīng)再生的潛在機(jī)制合規意識。(A). 新生神經(jīng)的NF-200的IF染色圖片。(B). 新生神經(jīng)的S-100β的IF染色圖片有效性。(C). 新生神經(jīng)中NF-200的密度創新內容。(D). 新生神經(jīng)中S-100β的密度。


綜上所述廣泛關註，具有海參仿生特性的PZG-MNGCs能高效產(chǎn)生并傳導(dǎo)壓電ES善於監督，在確保穩(wěn)定橋接缺損神經(jīng)和可以向肌肉傳遞ES的前提下，通過(guò)內(nèi)側(cè)的微通道共同促進(jìn)SCs遷移以促進(jìn)神經(jīng)再生就能壓製，同時(shí)將ES通過(guò)MNs傳遞至周圍肌肉更合理，最終在協(xié)同緩解肌肉減少和促進(jìn)神經(jīng)再生中取得了相當(dāng)接近自體移植治療這一“金標(biāo)準(zhǔn)"的治療效果。