通過Mica組織學(xué)和熒光成像，繪制肌肉組織移植物神經(jīng)再生過程中的軸突生長(zhǎng)和分支圖

這項(xiàng)研究重點(diǎn)介紹了亞倫-李（Aaron Lee）博士對(duì)截肢后肌肉移植中神經(jīng)再生的定位研究。肢體缺失通常會(huì)導(dǎo)致生活質(zhì)量下降，這不僅是因?yàn)榻M織缺失，還因?yàn)檩S突再生紊亂引起的神經(jīng)性疼痛。Mica組織學(xué)成像和熒光成像可幫助了解神經(jīng)再生過程中軸突的生長(zhǎng)和分支這項(xiàng)研究有助于塑造未來的神經(jīng)假體接口設(shè)計(jì)，改善患者的治療效果。

核心要點(diǎn)

• 了解神經(jīng)重塑和截肢后神經(jīng)瘤形成的問題

• 了解如何利用嚙齒動(dòng)物模型來研究神經(jīng)再生和肌肉組織移植物的神經(jīng)再支配

• 探索如何利用互補(bǔ)熒光和彩色成像方法研究深層肌肉組織中軸突的生長(zhǎng)和分支情況

了解截肢后的軸突生長(zhǎng)

截肢不僅會(huì)導(dǎo)致組織損失，還會(huì)使截肢部位附近的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)生重大變化。受損神經(jīng)的軸突無序萌發(fā)會(huì)形成神經(jīng)瘤，從而導(dǎo)致異常感覺和疼痛。

通過工程肌肉移植物推進(jìn)神經(jīng)修復(fù)

為了降低神經(jīng)瘤形成的風(fēng)險(xiǎn)，可以使用再生外周神經(jīng)接口（RPNI），將切斷的神經(jīng)植入失去神經(jīng)支配的肌肉移植物中。這種環(huán)境有助于引導(dǎo)神經(jīng)更自然地重新生長(zhǎng)，并能減輕神經(jīng)性疼痛。

李博士和他在 ICL 的 Rylie Green 博士實(shí)驗(yàn)室的同事們對(duì)能否設(shè)計(jì)出更復(fù)雜的工程解決方案與 RPNI 手術(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接很感興趣。

熒光顯微鏡下的組織切片，顯示成年大鼠趾長(zhǎng)伸肌與腓總神經(jīng)之間的界面。2 周后的再生周圍神經(jīng)界面（RPNI）。使用 Mica 采集的圖像。細(xì)胞核（藍(lán)色）、神經(jīng)絲（綠色）和 S100B（紅色）染色。圖片由倫敦帝國(guó)學(xué)院生物工程系 Aaron Lee 博士（Rylie Green 博士實(shí)驗(yàn)室）提供。

研究小組利用嚙齒動(dòng)物模型研究了游離肌肉移植物的再生和神經(jīng)再支配情況，這種情況類似于手術(shù) RPNI 構(gòu)建。2 他們之前發(fā)現(xiàn)，肌肉組織似乎可以從多個(gè)來源獲得神經(jīng)再支配，他們希望對(duì)此進(jìn)行進(jìn)一步研究。為了繪制神經(jīng)再生圖，研究小組最初使用了 X 射線顯微層析成像技術(shù)，但這種技術(shù)缺乏軸突形成、分支和組織支配方面的細(xì)節(jié)。

為了獲得更深入的見解，研究小組轉(zhuǎn)而使用顯微鏡，利用Mica來檢查組織學(xué)樣本和熒光標(biāo)記樣本。每種方法都提供了比團(tuán)隊(duì)以前所能獲得的更詳細(xì)、更互補(bǔ)的見解。

利用Mica，研究人員能夠識(shí)別嵌入的神經(jīng)，并研究肌肉組織深處的軸突突起。全組織三維成像的早期試驗(yàn)還表明，Mica 可以快速生成軸突軌跡的初步數(shù)據(jù)，作為將樣本轉(zhuǎn)移到專用三維成像系統(tǒng)之前工作流程中的一個(gè)快速步驟。

通過深入了解工程構(gòu)建體中的神經(jīng)再生動(dòng)態(tài)，這項(xiàng)研究可以為未來神經(jīng)假體技術(shù)和生物電子設(shè)備的設(shè)計(jì)提供參考，從而更精確地與神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行交流。這種綜合生物工程方法可以為患者提供更穩(wěn)定的雙向神經(jīng)介導(dǎo)方法，獲得更強(qiáng)的功能性或更真實(shí)的感覺。

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