复旦大学研发离子异质结纤维：神经修复领域的重大突破
复旦大学研发离子异质结纤维：神经修复领域的重大突破
近日，复旦大学附属华山医院手外科与东华大学材料科学团队合作，在神经修复领域取得重大突破。他们研发出一种名为“离子异质结纤维”的新型半导体材料，有望为周围神经损伤的治疗带来革命性变化。
什么是离子异质结纤维？
离子异质结纤维是一种具有特殊结构的半导体纤维材料。研究团队首次在一维曲面结构表面实现了纳米尺度离子异质结的可控构筑，通过“一体化反向电荷接枝”的设计思路，在商业聚合物表面接枝相反电荷的离子基团，并采用连续多层涂覆的方法，在碳纳米管纤维上负载两种带相反电荷的聚电解质，从而获得具有千米级制造潜力的电子-离子杂化半导体纤维器件。
这种纤维器件具有独特的电子-离子杂化特性，能够在纳米到千米的跨尺度范围内连续化制备。其制备工艺简便，且使用的商业聚合物成本低廉，具有良好的产业化前景。
离子异质结纤维如何用于神经修复？
周围神经损伤是一种常见的神经系统疾病，患者常表现为肌肉无力、感觉减退等症状，严重者甚至会导致不可逆的后遗症。目前临床上主要采用手术治疗，但存在诸多局限，如神经再生速度缓慢、术后康复期长等。
离子异质结纤维在神经修复领域的应用具有以下优势：
形态与功能的仿生设计：该纤维器件在形态和传导功能上都与人类的天然神经高度相似。它可以通过离子电流在离子异质结界面上的单向传输，模拟天然神经的去极化过程，实现神经冲动的传导。
精准的神经电刺激：由于可以与目标神经直接接触，这种刺激方式会更加有效和精准。其结构特点允许通过单纤维器件分别对多个具体的神经分支进行植入式的神经电刺激。
延缓肌肉萎缩：作为神经接口，该纤维器件可实现对周围神经损伤后远端神经的持续电刺激，从而延缓远端肌肉萎缩，为神经损伤后错过早期治疗的患者实现更好的运动功能恢复提供了可能性。
研究进展与未来展望
研究团队已通过动物实验验证了该纤维器件的神经信号传导能力。实验结果显示，将纤维状离子二极管神经接口与小鼠的坐骨神经进行端侧吻合后，可以有效传输神经信号，成功诱导小鼠后肢关节的精细运动，延缓其远端肌肉的萎缩。
然而，目前该技术仍处于研究阶段，距离大规模临床应用还需克服一些挑战。例如，需要进一步验证其长期使用的安全性、可靠性和有效性。研究团队表示，基于该器件的研发理论和实验基础，通过不断优化，有望最终实现其在诊断和治疗、仿生神经元计算机接口和类脑智能等生物医学设备方面的广泛应用。
这一突破性研究成果发表于国际知名期刊《自然通讯》，为神经修复领域带来了新的希望。随着研究的深入，离子异质结纤维有望成为未来神经修复的重要工具，为患者带来更有效的治疗方案。