以神經管接合術為實驗之模式

通透性且可防止再生神經纖維分支的形成。但是由於Millipore 本身 極易碎裂且易鈣化，所以它在生物體內可能會被快速降解，最後導致 神經瘤產生^[4]。可被分解的生物材料，如聚酯聚合物、乙二醇和乳酸 的聚合物所製成的神經管也已試用於動物實驗中^[46,47]。研究顯示，在 軸突長入遠端後，這些可被分解的材料能被動物體再吸收，此種結果 意味著植入體內可分解的神經管或許能提供受損神經再生的理想環

境。但是由於此種材料可能在體內被太早分解且分解後的物質會引發 10 mm 的間距，這個間距許多學者稱為關鍵性的間距（critical gap length）。一旦神經兩斷端的間距超過此間距，再生的軸突就很難通過 神經管，但是加入其他影響神經再生的因素後，此情況可改變^[24,50,51]。

2.3.2.3. 促進神經再生的物質

在神經管中添加刺激神經再生的物質，會使再生之周邊神經在 較短的時間內跨過間距，而到達遠斷端。這些物質包括（1）神經生 長因子（nerve growth factor, NGF）（2）膠原蛋白（collagen）（3）laminin

及fibronectin 的混合物（4）明膠（gelatin）

2.3.2.3.1. 神經生長因子（nerve growth factor, NGF）

神經生長因子乃是一種神經營養因子（neurotrophic factor），是 一類能夠促進神經元正常生長、生存、分化，並維持其生理和生化功 能的化學因子。這類因子的異常、缺乏或不足，均可導致神經系統某 些疾病的發生，或神經系統的退行性變化，以及神經系統損傷後神經 組織修復和再生的失敗。自四十多年前神經生長因子（nerve growth factor, NGF）發現後，又陸續發現了一大批類似的多肽因子，如捷狀 神經營養因子（ciliary neurotrophic factor, CNTF）、腦源性神經營養因 子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）、神經營養因子-3

（neurotrophin-3, NT-3）、膠質細胞源性神經營養因子（glia-derived neurotrophic factor, GDNF）等等。一些傳統的細胞生長調節因子

（platelet-derived growth factor, PDGF），胰島素樣生長因子

（insulin-like growgh factor, IGF）等也具有維持神經元存活或其突起 生長的效應，是神生長因子的相關家族。^[52]

神經生長因子（nerve growth factor, NGF）的來源之一是成年公 鼠的下顎下腺（submandibular gland）。它的生物活性主要存在於具 活病磷酸化MEK（MAPK/ERK kinase）蛋白激酶的絲氨酸殘基，從 而激活MEK。激活的 MEK 將磷酸化另一蛋白激酶 ERK 的蘇氨酸和 酪氨酸殘基，將ERK 激活。進而磷酸化多種細胞蛋白，並進入細胞

核，作用於轉錄因子而改變特異蛋白mRNA 合成的速率。（圖 2.4b）

NGF 對 PC12 細胞的作用機轉亦是通過此機轉。^[52]

在體外實驗中，NGF 不僅是神經存活因子，它亦能促進神經的 再生和特定功能的表現^[53]。研究顯示，大鼠完整的坐骨神經內亦含有 少量的NGF，將此神經截斷後，在兩斷端的 NGF 含量會上升十五倍 之多^[54]。當交感神經被截斷後，以NGF 在局部或在交感神經節附近 做治療，發現能防止神經體的腫脹和其內核的變化^[55]。NGF 亦能影 響神經生長方向，在體外實驗中發現，神經會朝向NGF 含量多的部 位生長^[56]。在動物實驗中亦發現，若將NGF 注入大鼠的延腦內，交 感神經元會朝著NGF 注入的方向生長^[57]。Bu 等在 1999 年以 12 mm 長的矽膠管中內填NGF，增強兔子下齒槽神經的再生與感覺功能的 恢復^[58]。吳等於2001 年將大鼠坐骨神經截斷，以含 collagen 和 NGF 之矽膠管對截斷神經部分做一接合，六週後，發現再生神經順利跨過 15 mm 間距，且再生神經與他組比較最為成熟^[59]。

圖 2.4 a：連接 Trk 受體激活與 ras 蛋白-GTP/GDP 轉換的通路 b：GTP-ras 激活 raf 激酶，從而引發包括 MEK 和 ERK 在內的磷酸化 瀑布反應。

2.3.2.3.2. 膠原蛋白（collagen）

膠原蛋白為重要的細胞外基質蛋白質，它的主要功能為使各種 脊椎動物的結締組織維持其正常結構和功能。Madison 等在 1988 年 使用含膠原蛋白之矽膠管對截斷神經做一接合，成功地使再生神經於 4~16 週內跨越 20 mm 的間距^[60]。Yannas 等亦於 1985 年將大鼠坐骨 神經截斷，以含有膠原蛋白之矽膠管對截斷神經做一接合，發現再生 神經能順利穿越15 mm 間距^[61]。Chen 等在 2000 年使用內填膠原蛋 白及laminin 及 fibronectin 等膠質之矽膠管對截斷神經做一接合，其

中，實驗組在6 週內跨越 10 mm 艱鉅的比率達 90%，而空管組的比 率僅60%^[62]。

Laminin 及 fibronectin 的混合物

細胞附著分子 laminin 是醣蛋白（glycoprotein）的一種，在體外 實驗中，它有明顯促進和支持神經生長的作用^[63]。Laminin 在周圍神 經中非常豐富，它可由Schwann 細胞體外培養而得到^[64]。它亦是基 底膜（如Schwann 細胞和內皮細胞）的一種主要成分。當 Schwann 細胞的活性愈大時，laminin 的成分亦愈多。而 fibronectin 亦和髓鞘 的生成有關。在神經移植的第二週，fibronectin 能提供細胞移行和血 管芽發生所需的物質。Woolley 和 Bailey 在 1990 及 1993 年成功地使 用內含fibronectin 和 laminin 混合物的矽膠管來接合截斷的大鼠坐骨 神經，分別經過六週和四個月的時間，使再生神經穿越18 mm 的間 距^[65]。

2.3.2.3.3. 明膠（gelatin）

明膠的製備需破壞膠原的二級結構，其提煉的方法，主要有三 代膠原蛋白。Brown 等在 1996 年以 PGA（polyglycolic acid）導管，

內填明膠，用以修復兔子後腿周邊神經3 公分長的神經損傷^[67]。

2.3.2.4. Schwann 細胞

因為 Schwann 細胞在神經再生的過程中，扮演著極重要的角 色，所以有不少實驗將Schwann 細胞放入神經管中，以促進神經再 生^[68-71]。

2.3.2.5. 電刺激

2.3.3.1. 體液堆積（fluid accumulation）

接合後一天內，矽膠管內立即充滿了淡黃棕色液體，此液體內 含有血清及其他細胞體液^[50]。研究顯示，此液體含有數種成分，例如：

laminin, fibronectin 及神經營養因子，而這些物質能對體外培養的神 經元產生促進生長的作用^[78]。Williams 等（1983）在為期四週的實驗 顯示，管內液體在整個實驗期中均能圍繞著再生的神經組織^[3]。

2.3.3.2. 纖維橋的形成（fibrin bridge）

接合後一週內，易碎的纖維橋（含 fibroblast, fibronectin, leukocyte, erythrocyte）逐漸在管內形成，它沿著管的中軸移動，之後將兩斷端 接合起來^[4]。Williams 等（1987）也指出，接合後一週，再生神經是 由fibrin matrices 所組成，其中包含了 mast cell 和紅血球等^[3]。此纖 維橋提供了陸續遷入的fibroblast、Schwann 細胞及軸突一個良好的骨 架。接合後十四天，經染色後的纖維橋，可見非常細絲狀的laminin 和fibronectin（1 μm 厚）^[78]。纖維橋的中段通常是狹窄的，纖維橋在 神經再生的初期（一週內）比其他時間而言有較大的截面積^[3]。