大脑和脊髓外部神经的小损伤相对容易修复，只需拉伸即可，但周围神经中的大缺口则会带来问题。通常，会从身体其他部位取另一条神经，但这会导致额外的损伤，并且只能恢复有限的活动能力。
现在，匹兹堡大学的研究人员发现了一种有效的方法来桥接这种缺口——至少在小鼠和猴子身上是有效的——方法是插入一个可生物降解的管子，该管子可以释放一种名为生长因子的蛋白质，持续数月。在周三发表在《科学转化医学》杂志上的一项研究中，该团队表明，该管子可以作为神经沿正确路径生长的引导，而天然存在的蛋白质可以诱导神经更快地生长。
该大学整形外科和生物工程系的教授凯西·马拉说，她已经在这个装置上工作了十二年，她特别希望它能帮助在战斗中受伤的士兵。她说，超过一半的受伤士兵遭受神经损伤。作为军人的女儿和孙女，她认为帮助他们的后辈是她的使命。马拉说，战斗装备在保护士兵的胸部和头部方面做得很好，但手臂和腿部经常暴露在外，这就是为什么周围神经损伤如此常见的原因。车祸和涉及诸如吹雪机等机械的事故也可能损害控制手、臂、腿和脚的神经。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑支持我们屡获殊荣的新闻报道，方式是 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
她说，在美国，每年大约有 60 万例神经损伤，但她不确定有多少严重到需要移植第二条神经，因为该信息尚未被追踪。马拉说，当损伤严重时，目前唯一的治疗方法是从身体其他部位取一条神经。但是患者在受损神经中仅能恢复大约 50% 到 60% 的功能。
佛罗里达大学生物医学工程系教授兼系主任克里斯汀·施密特说：“较长的神经移植总是更具挑战性”，她没有参与这项研究。“如果能够解决长期神经损伤问题，那就太好了。” 她指出，匹兹堡团队测试的神经在猕猴中相对较小。“扩大到更大的神经仍然是一个挑战，”她说。“如果能看到稍微大一点的神经就好了，”这将与患者更相关。
研究表明，新装置恢复了近 80% 的功能。它使用了胶质细胞源性神经营养因子 (GDNF)，这是一种促进神经细胞存活的蛋白质。马拉说，她选择 GDNF 是因为“如果你像纸割伤一样受到神经损伤，你神经中的细胞会高水平表达这种蛋白质。这会招募其他细胞来修复神经。” 该管子由与可溶解缝线相同的聚合物制成，该聚合物已获得联邦政府批准用于外科手术。
其他研究人员正在探索使用干细胞或其他细胞来帮助桥接神经中的缺口，但马拉及其同事的方法可能更容易获得联邦批准，因为它不涉及细胞。“如果他们要添加干细胞或过多的复杂性，”施密特说，这将更难赢得监管部门的绿灯。她说，最好以小步前进的方式取得进展，正如匹兹堡的研究人员所做的那样。“他们正在以一种非常现实的方式进行，这种方式可以带来临床结果，这才是你真正想要的，”施密特补充道。
神经可以以每天约一毫米的速度再生，管子中有三个月的 GDNF，允许闭合约 12 厘米（或 4.7 英寸）的损伤。
在这项为期八年的研究中，研究人员训练恒河猕猴用食指和拇指进食——只有在修复的神经正常工作时，它们才能做到这一点。他们使用这种手指操作，而不是像平时进食那样用拳头抓取食物。马拉说，如果它们捏起香蕉颗粒，它们会得到第二份零食。“我们能够看到恢复情况，”她补充道。“在那时，我们知道我们已准备好在人体上进行测试。”
马拉说，她和她的同事有几个针对首次人体临床试验的提案正在审批中，这些试验可能在 2021 年开始，至少需要三年时间。她创立的一家初创公司 AxoMax Technologies 已从匹兹堡大学获得该技术的许可，开始进行实验。马拉认为，与从身体其他部位移植神经相比，她的装置可以具有竞争力的价格——并且可能甚至与现有的小神经缺口修复方法相比也具有竞争力。
她的团队也开始研究其方法是否适用于面神经，但她认为它不太可能对脊髓损伤有效，脊髓损伤要复杂得多，涉及更多神经。研究人员还在研究再生受损神经影响的肌肉。“我认为[这种方法]真的可以彻底改变关于神经修复以及患者将拥有的不同选择的思考方式，”马拉说。