郭景玥 徐蘭舉 張琳 王淑芳

南開大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，生物活性材料教育部重點實驗室，天津300071

0 引 言

人的神經(jīng)系統(tǒng)一般分為中樞神經(jīng)系統(tǒng)（腦和脊髓）和周圍神經(jīng)系統(tǒng)（腦神經(jīng)和脊神經(jīng)）兩部分。目前，只有神經(jīng)導(dǎo)管材料在周圍神經(jīng)修復(fù)方面取得了一定的成功，而用于解決更復(fù)雜神經(jīng)系統(tǒng)問題的商業(yè)化產(chǎn)品極少。例如，對由中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂導(dǎo)致的神經(jīng)退行性疾病、脫髓鞘疾病和缺血性損傷等疾病，目前還沒有有效的治療或修復(fù)手段。當(dāng)前，上述疾病的治療手段主要有神經(jīng)保護(hù)療法和神經(jīng)再生療法[1]。神經(jīng)保護(hù)療法主要是減輕疾病的發(fā)病癥狀，旨在防止進(jìn)一步的組織損傷和疾病復(fù)發(fā)。神經(jīng)再生療法是試圖替換損傷的神經(jīng)組織或促進(jìn)現(xiàn)有組織在神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)再生，但這類方法多數(shù)尚處于實驗階段，許多問題亟待解決。這些問題包括：血腦屏障的存在使許多藥物無法進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)[2]；成人的神經(jīng)元再生能力較差，且微環(huán)境中存在大量抑制因子，如髓磷脂相關(guān)糖蛋白和硫酸軟骨素蛋白多糖（chondroitin sulfate proteoglycans，CSPGs）等[3]。

神經(jīng)組織工程是利用基質(zhì)、細(xì)胞和生長因子來促進(jìn)神經(jīng)元分化和再生的方法。水凝膠作為有利于細(xì)胞生長的聚合物材料，能提供與細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)相似的組織發(fā)育所需的平臺。通過對水凝膠系統(tǒng)進(jìn)行不同的修飾和改進(jìn)，可應(yīng)對神經(jīng)修復(fù)中遇到的各種挑戰(zhàn)。本文中，對水凝膠在神經(jīng)再生中的作用進(jìn)行了綜述，對水凝膠在神經(jīng)組織工程中的重要地位進(jìn)行了分析。

1 水凝膠系統(tǒng)的物理性質(zhì)及其對神經(jīng)再生的引導(dǎo)作用

神經(jīng)元由細(xì)胞體和神經(jīng)突起（軸突和樹突）組成，可長距離傳導(dǎo)動作電位。細(xì)胞突起中，軸突通過其表面的微結(jié)構(gòu)來探索周圍環(huán)境，從而引發(fā)諸如神經(jīng)伸展或神經(jīng)收縮等適應(yīng)性反應(yīng)[4]。盡管神經(jīng)元對神經(jīng)組織的功能至關(guān)重要，但在體內(nèi)還有神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞作為其輔助，起到支持作用。但是，同時將神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)祖細(xì)胞包封在水凝膠中并不容易，通常是通過模仿體內(nèi)環(huán)境來設(shè)計基質(zhì)支架，讓神經(jīng)突起能沿支架表面移行，并根據(jù)基質(zhì)表面形貌改變移行方向[5-6]。在由軸突損傷造成的脊髓損傷和肌萎縮性側(cè)索硬化等疾病中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)水凝膠具有促進(jìn)軸突修復(fù)、生長和功能恢復(fù)的作用[7-8]，其中的一部分就是通過使軸突感知基質(zhì)表面微形貌而實現(xiàn)的[9]?？偨Y(jié)已有的相關(guān)研究，可知水凝膠主要是從影響神經(jīng)細(xì)胞膜感受到的機(jī)械壓力、基質(zhì)上神經(jīng)元細(xì)胞骨架的動態(tài)和神經(jīng)元的力學(xué)感受能力3個方面，調(diào)節(jié)軸突的生長和發(fā)育。

1.1 細(xì)胞膜感受到的機(jī)械壓力

周圍環(huán)境與神經(jīng)元的相互作用對神經(jīng)元的形態(tài)和功能具有影響。神經(jīng)元在其膜與水凝膠的交界面感受到的機(jī)械壓力，在很大程度上決定了軸突的生長狀態(tài)和方向?；|(zhì)的機(jī)械性能在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞的表型調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用。例如，施旺（Schwann）細(xì)胞適合在彈性模量為2～5 kPa的基質(zhì)上生長[10]，此時其可極化成神經(jīng)突起；神經(jīng)突起適合在彈性模量為0.05～0.275 kPa的基質(zhì)上生長，此時其向外生長能力會得到增強(qiáng)[11-14]。研究者在由海藻酸鹽和鈣離子制備的3D水凝膠基質(zhì)上也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果，即神經(jīng)干細(xì)胞在具有相對較低硬度（彈性模量約180 Pa）的海藻酸鹽3D水凝膠基質(zhì)上培養(yǎng)時，神經(jīng)元特異蛋白（β-Ⅲ微管蛋白）的表達(dá)增加[15]。上述研究結(jié)果表明，神經(jīng)干細(xì)胞的分化和水凝膠基質(zhì)的機(jī)械強(qiáng)度之間存在相關(guān)性。類似地，在具有不同彈性模量的經(jīng)甲基丙烯酸酯改性的透明質(zhì)酸制備的3D水凝膠基質(zhì)上，研究者培養(yǎng)了由人誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（induced pluripotent stem cells，iPSCs）分化成的神經(jīng)祖細(xì)胞，結(jié)果表明在低彈性模量組中，神經(jīng)祖細(xì)胞向神經(jīng)元分化的效率更高[16]。

此外，軸突傾向于沿著基質(zhì)表面具有的取向結(jié)構(gòu)進(jìn)行生長。研究者在由聚甲基丙烯酸甲酯制成的水凝膠上培養(yǎng)成熟的神經(jīng)元軸突，發(fā)現(xiàn)軸突更喜歡沿著基質(zhì)表面的納米級脊邊緣黏附和伸長[17]，但是這種趨向性生長的具體機(jī)制和原因尚不明確。

1.2 基質(zhì)上神經(jīng)元的細(xì)胞骨架動態(tài)

神經(jīng)細(xì)胞中的細(xì)胞骨架蛋白主要包括中間纖維蛋白、微管蛋白及纖維狀肌動蛋白3種。肌動蛋白存在于神經(jīng)突起的膜下，具有為膜提供穩(wěn)定性和為短距離傳輸提供支持平臺的作用。神經(jīng)突起的外向性生長依賴于兩個既相互獨(dú)立又相互作用的細(xì)胞骨架系統(tǒng)——肌動蛋白和微管[18]。與肌動蛋白不同，微管是軸突內(nèi)存在的空心管狀結(jié)構(gòu)，其彎曲剛度遠(yuǎn)高于肌動蛋白纖維，能抵抗壓縮力。肌動蛋白和微管的交聯(lián)程度可決定軸突的硬度和機(jī)械強(qiáng)度[19-20]。最近的一項研究結(jié)果表明，當(dāng)胚胎和成人來源神經(jīng)元祖細(xì)胞在具有不同力學(xué)特性的水凝膠上黏附并發(fā)生分化時，當(dāng)水凝膠的彈性模量為2 kPa時，β1-整合素的表達(dá)有顯著增加，說明此時對神經(jīng)突起的生長更有利[21]。

Elkin等[22]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)在力學(xué)特性與腦組織相當(dāng)（約0.17 kPa±0.03 kPa）的水凝膠表面時，其生長情況更好，有利于形成較大的周向網(wǎng)絡(luò)，而當(dāng)在更軟的基質(zhì)上培養(yǎng)時，F(xiàn)-肌動蛋白纖維的平均長度明顯縮短[23]。由此推測，水凝膠的力學(xué)特性差異可能通過影響F-肌動蛋白等細(xì)胞骨架的排列方式，進(jìn)而影響神經(jīng)突起的生長。水凝膠基質(zhì)與肌動蛋白的相互作用機(jī)制尚未明確，其中最有可能的機(jī)制是水凝膠基質(zhì)的力學(xué)特性通過影響肌動蛋白的動態(tài)，進(jìn)而調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)募集信號蛋白，如黏著斑激酶、A-肌動蛋白[19]，而這兩種信號蛋白最終會影響神經(jīng)突起和水凝膠基質(zhì)的黏附。通過直接調(diào)節(jié)F-肌動蛋白的調(diào)節(jié)蛋白，如YES相關(guān)蛋白（yes associated protein，YAP）和具有PZD結(jié)構(gòu)域的轉(zhuǎn)錄共激活劑（tafazzin，TAZ），可影響 F-肌動蛋白聚合能力和神經(jīng)細(xì)胞中應(yīng)激纖維的形成，這種方法已經(jīng)成功應(yīng)用于基于水凝膠的神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)研究中[24]。

1.3 神經(jīng)元的力學(xué)感知能力

神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元膜上有離子通道參與遞質(zhì)釋放、激素分泌、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、代謝調(diào)控和細(xì)胞生長等重要生理過程的調(diào)控。此外，神經(jīng)元所處環(huán)境中，物理參數(shù)的改變（如表面形貌，硬度/強(qiáng)度，親水性和表面電荷等）可能會通過影響其離子通道的狀態(tài)，從而引起細(xì)胞動態(tài)變化和響應(yīng)。神經(jīng)元擁有能被機(jī)械力激活的離子通道，所以可將感受到的力轉(zhuǎn)化成生物化學(xué)信號。有研究結(jié)果表明，對聚丙烯酰胺水凝膠中培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞施加機(jī)械應(yīng)力會產(chǎn)生生長錐分解、神經(jīng)突起收縮和細(xì)胞骨架改變等反應(yīng)，這些情況主要是由于機(jī)械拉伸使離子通道激活，從而導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞和生長錐細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平發(fā)生急劇變化[4]。但是，對于更大尺度的水凝膠基質(zhì)，有關(guān)神經(jīng)元的機(jī)械敏感性離子通道作用的相關(guān)研究較少，需要進(jìn)一步研究。

2 水凝膠系統(tǒng)的生物分子控制釋放對神經(jīng)再生的促進(jìn)作用

水凝膠不僅可為神經(jīng)元再生提供機(jī)械支持和物理引導(dǎo)，還可將外源生物分子加入水凝膠基質(zhì)中。水凝膠系統(tǒng)中，這些生物分子控制釋放，可為神經(jīng)再生提供更適宜的環(huán)境。一般來說，水凝膠是通過自降解來釋放生物分子的，主要途徑有2種，分別是聚合物網(wǎng)絡(luò)的分解和聚合物內(nèi)部鍵的斷裂[25]。其中，如何通過調(diào)節(jié)聚合物含量、分子量、交聯(lián)程度等因素，控制水凝膠的自降解速率是神經(jīng)組織工程的研究重點之一。

2.1 釋放神經(jīng)元營養(yǎng)因子

神經(jīng)營養(yǎng)因子是一類在神經(jīng)組織工程中備受關(guān)注的生物分子，其能促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞存活、生長和分化。常見的神經(jīng)營養(yǎng)因子有神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brainderived neurotrophic factor，BDNF）、神經(jīng)營養(yǎng)蛋白 3（neurotrophin 3，NT3）、NT4、膠質(zhì)細(xì)胞系衍生的神經(jīng)營養(yǎng)因子（glial cell line-derived neurotrophic factor，GDNF）和睫狀神經(jīng)營養(yǎng)因子（ciliary neurotrophic factor，CNTF）。這些蛋白均可通過結(jié)合反應(yīng)性神經(jīng)細(xì)胞表面受體，促進(jìn)神經(jīng)元發(fā)育和成熟，加強(qiáng)成熟神經(jīng)細(xì)胞的存活能力，增加神經(jīng)細(xì)胞的再生作用。例如，BDNF及其受體在神經(jīng)系統(tǒng)廣泛表達(dá)，可通過高親和力受體酪氨酸蛋白激酶B（t yrosine kinase receptor B，Trk B）發(fā)揮作用。王瑩等[26]在研究中發(fā)現(xiàn)，二氫睪酮可有效激活BDNF及受體Trk B的表達(dá)，減少抑制神經(jīng)軸突再生的有害因素，從而使神經(jīng)突起的環(huán)境得到改善，促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù)。Edalat等[27]選用 pDsRed1-N1-NT-3和 pCMX-Trk C質(zhì)粒轉(zhuǎn)染間充質(zhì)干細(xì)胞（mesenchymal stem cells，MSCs），發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)染后的MSCs能長時間高表達(dá)NT3和Trk C受體，使干細(xì)胞的存活率和向神經(jīng)細(xì)胞分化的能力得到提高，并減少了細(xì)胞凋亡，表明Trk C受體可提高NT3的利用率并促進(jìn)其修復(fù)脊髓損傷。

有研究者在中風(fēng)小鼠模型中，用透明質(zhì)酸水凝膠遞送BDNF，發(fā)現(xiàn)因子經(jīng)過3周時間可從中風(fēng)處擴(kuò)散到梗死的周圍組織，能誘導(dǎo)成熟的神經(jīng)元遷移到梗死周圍皮層中，并長期存活，還能促進(jìn)現(xiàn)有的皮質(zhì)和皮質(zhì)紋狀體系統(tǒng)內(nèi)的突觸發(fā)芽，加快運(yùn)動功能的恢復(fù)[28]。然而，通過釋放營養(yǎng)因子促進(jìn)神經(jīng)再生也存在一些問題，如再生神經(jīng)細(xì)胞在特定的生長階段需要特定的因子濃度，因此水凝膠系統(tǒng)也需要配合這種需要。針對該問題，有研究者對常用的聚乳酸（polylatic acid，PLA）-聚乙二醇（polyethylene glycol，PEG）水凝膠進(jìn)行了一系列的化學(xué)修飾，使其可在最初突釋后，緩慢持續(xù)釋放NT3，以實現(xiàn)對神經(jīng)生長的積極作用[29]。此外，這種裝載了NT3的水凝膠在脊髓損傷的動物模型上也得到了成功應(yīng)用，相關(guān)研究中觀察到了軸突再生的改善[30]。

不僅水凝膠的物理和化學(xué)特性會對生物分子釋放的持續(xù)時間和遞送劑量有重要影響，某些營養(yǎng)因子也會與水凝膠產(chǎn)生相互作用，而使其生物分子釋放曲線受到影響[31]。此外，在水凝膠基質(zhì)中摻入包有營養(yǎng)因子的微米或納米顆粒，可實現(xiàn)多種生物分子的順序控制釋放，從而達(dá)到最佳治療效果[32]。

2.2 釋放神經(jīng)生長抑制劑的拮抗劑

神經(jīng)組織修復(fù)過程中的一項重大挑戰(zhàn)是損傷組織周圍存在各種抑制性分子，導(dǎo)致這一區(qū)域處于抑制環(huán)境中，而影響修復(fù)效果。由星形膠質(zhì)細(xì)胞和結(jié)締組織組成的神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕是軸突再生的主要障礙之一。瘢痕內(nèi)的活化神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞會產(chǎn)生抑制分子，如勿動蛋白（nogoprotein，Nogo）、CSPGs[33]、少突膠質(zhì)細(xì)胞髓鞘糖蛋白（oligodendrocyte myelin glycoprotein，OMgp）[34]、髓鞘相關(guān)糖蛋白（myelinassociatedglycoprotein，MAG）[35]等，這些蛋白極大地阻礙了神經(jīng)再生過程。Nogo、OMgp和MAG都通過其共同的受體Nogo-66（NgR）結(jié)合轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制活性，但將NgR基因敲除僅有輕度作用，表明這些分子還有其他的受體存在。隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)存在一種成對的免疫球蛋白樣的受體B（p aired immunoglobulin-like receptor B，Pir B），是Nogo、MAG、OMgp的高親和力受體。因此，當(dāng)同時阻斷NgR和PirB的活性時，研究者發(fā)現(xiàn)髓鞘相關(guān)的抑制作用幾乎被完全消除[36]。硫酸軟骨素酶ABC（chondritinase ABC，Ch ABC）是由普通變形桿菌產(chǎn)生的一種酶類，可催化分解黏多糖類。有研究結(jié)果表明，Ch ABC不僅可通過降低損傷脊髓局部的CAPGs促進(jìn)損傷的軸突修復(fù)和再生，還能加速脊髓損傷后功能障礙的恢復(fù)[37]。

2.3 釋放藥物分子

甲強(qiáng)龍（methylprednisolone，MP）是一種抗炎糖皮質(zhì)激素，具有抗氧化作用，其已在脊髓損傷的臨床治療中得到了應(yīng)用，但損傷修復(fù)所需的MP巨大用量會導(dǎo)致嚴(yán)重的副反應(yīng)，在臨床應(yīng)用中一直有爭議[38-39]。因此，如何對藥物進(jìn)行高效靶向傳輸，延長藥物循環(huán)的半衰期是相關(guān)治療技術(shù)發(fā)展的重點。越來越多的研究結(jié)果表明，納米載體具有靶向給藥和增加藥物的生物利用度的潛力[40]。不僅如此，已發(fā)現(xiàn)由納米尺度的多巴胺聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpyrrolidone，PVP）-聚 丙 烯 酸（polyacrylic acid，PAAc）制成的凝膠可穿過血腦屏障，在腦實質(zhì)內(nèi)釋放神經(jīng)遞質(zhì)[41]。

可注射水凝膠已被廣泛應(yīng)用于各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的治療性分子遞送，尤其是用于治療神經(jīng)系統(tǒng)中出現(xiàn)的腫瘤。水凝膠系統(tǒng)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤治療的相關(guān)中已得到廣泛應(yīng)用，有研究者通過一種高通量的定量測量3D技術(shù)，研究神經(jīng)膠質(zhì)瘤的增殖和入侵的方法，將硫醇化透明質(zhì)酸和明膠組成的光學(xué)透明水凝膠與硫醇反應(yīng)性聚(乙二醇)聚合物進(jìn)行化學(xué)交聯(lián)，以形成人造3D腫瘤微環(huán)境[42]。該3D腫瘤微環(huán)境對尋找、篩選抗癌藥物的體外實驗和用于安全性評估等體內(nèi)實驗有重要作用，尤其能彌補(bǔ)藥物實驗在動物模型上的效果差距，因為動物模型既昂貴又費(fèi)時，且不能完全反映人類腫瘤的生物學(xué)特征。

2.4 水凝膠中的細(xì)胞成分

作為組織工程三要素之一，種子細(xì)胞在神經(jīng)組織工程中已經(jīng)得到了應(yīng)用。但直接局部注射種子細(xì)胞雖能提高再生和修復(fù)效果[43]，但存在種子細(xì)胞大量流失，利用效率低等問題。而使用水凝膠系統(tǒng)可模仿細(xì)胞基質(zhì)環(huán)境，利于細(xì)胞保持活性和增殖，提高細(xì)胞利用率。有研究者將負(fù)載有iPSCs誘導(dǎo)產(chǎn)生的神經(jīng)干細(xì)胞的3DGelMA水凝膠植入脊髓損傷部位，發(fā)現(xiàn)其可減少炎癥，促進(jìn)軸突和神經(jīng)元再生，并抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕增生[44]。另外，有研究者通過疊氮苯基光化學(xué)反應(yīng)將甲基丙烯酸化肝素接枝到聚甲基丙烯酸-2-羥乙酯制成的水凝膠中，通過肝素負(fù)載成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）和神經(jīng)干細(xì)胞，結(jié)果表明這種基質(zhì)支架可使干細(xì)胞的黏附和分化能力增強(qiáng)，有利于小鼠脊髓損傷模型的神經(jīng)元再生[45]。上述研究結(jié)果表明，聯(lián)合使用負(fù)載細(xì)胞和藥物分子可起到協(xié)同作用。

除了在水凝膠中摻入簡單的肽外，也有研究者嘗試使用某些自組裝肽（self-assemblypeptide，SAP）形成水凝膠。SAP是一種小肽，可自我組裝后形成納米纖維基質(zhì)，可摻入生物活性序列并適于外部刺激觸發(fā)的響應(yīng)，如pH值、離子梯度、疏水性、溫度[46]。分子與分子間或分子內(nèi)部之間存在非共價鍵相互協(xié)同作用力，使分子能在空間上實現(xiàn)重排和堆積，利用這種作用力就能通過分子自組裝，產(chǎn)生具有所需特性的凝膠。例如，將神經(jīng)干細(xì)胞植入RADA16-YIGSR自組裝短肽，可自發(fā)性地組裝成的納米纖維。與單獨(dú)使用神經(jīng)干細(xì)胞相比，SAP水凝膠中的神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元的分化能力更強(qiáng)，并可減少由β淀粉樣蛋白誘導(dǎo)的凋亡細(xì)胞數(shù)，具有治療阿爾茨海默癥的發(fā)展前景[47]。上述研究結(jié)果已經(jīng)顯示出SAP水凝膠系統(tǒng)對神經(jīng)再生的積極作用，但SAP水凝膠在大腦內(nèi)發(fā)揮作用后，是否會影響大腦反應(yīng)功能或產(chǎn)生行為變化等影響尚不明確。

3 電傳導(dǎo)水凝膠在神經(jīng)再生中的作用

從常規(guī)的肌肉運(yùn)動到復(fù)雜的腦部能力（如記憶和推理），都是依靠中樞神經(jīng)和周圍神經(jīng)通過復(fù)雜的神經(jīng)元細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)不斷產(chǎn)生并接受電和生化信號來完成的。越來越多的研究結(jié)果表明，對受損的神經(jīng)組織施加電刺激，對神經(jīng)再生和修復(fù)過程有影響。由單寧酸、吡咯和Fe3+混合形成的具有多孔結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電水凝膠可抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)育，并加速神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元的分化，將其植入體內(nèi)后，發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)電性能可刺激新的神經(jīng)產(chǎn)生和功能性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的形成，利于受損脊髓的修復(fù)[48]。雖然關(guān)于電刺激促進(jìn)神經(jīng)元再生的具體機(jī)制尚不明確，但已有研究開始對電壓依賴性鈣通道的作用[49]、細(xì)胞外基質(zhì)成分局部電場變化的作用[50]和神經(jīng)營養(yǎng)因子的釋放依賴電刺激調(diào)節(jié)的作用[51]進(jìn)行研究。

在水凝膠的相關(guān)應(yīng)用中，還有另一個重要領(lǐng)域是研究神經(jīng)調(diào)節(jié)裝置，其已被用于制造可植入大腦或脊髓的電極和電路。在神經(jīng)電極上覆蓋由海藻酸鹽與聚吡咯或聚（3,4-乙撐二氧噻吩）制成的水凝膠，可降低電阻，從而得到更好的神經(jīng)檢測結(jié)果[52-53]。另外，由聚（3,4-乙撐二氧噻吩）-聚苯乙烯磺酸鹽制成的導(dǎo)電水凝膠也已被用于開發(fā)“可伸展電極”，這種電極的電荷存儲能力更高，可用于長時間的神經(jīng)刺激[54]。

4 結(jié)語

神經(jīng)組織工程是組織工程中的一個新興領(lǐng)域，目的是制造出能促進(jìn)神經(jīng)組織生長的模擬體內(nèi)環(huán)境的人工材料。盡管已開發(fā)出了一些較為理想的水凝膠系統(tǒng)，可促進(jìn)神經(jīng)元的修復(fù)和再生，但其距離臨床轉(zhuǎn)化還相差很遠(yuǎn)。對神經(jīng)再生生物學(xué)基本原理的研究，有利于基質(zhì)支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而開發(fā)出與生理環(huán)境更相似的系統(tǒng)。從轉(zhuǎn)化的角度看，多從患者體內(nèi)再生環(huán)境出發(fā)考慮修復(fù)策略，可能會增加神經(jīng)組織工程成功的可能；根據(jù)神經(jīng)系統(tǒng)的復(fù)雜特性，綜合考慮基質(zhì)硬度、導(dǎo)電性、藥物釋放等情況并選擇最適條件施用，成功概率會更大。從更遠(yuǎn)的角度看，隨著科技不斷進(jìn)步，對一些如記憶、性格和行為等在腦部核心區(qū)域的高級功能的研究將受到關(guān)注。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突