以靜電紡絲製備幾丁聚醣纖維膜內填矽膠管對大鼠坐骨神經再生影響之評估; Evaluation of silicone rubber chamber filled with electrospinning chitosan nanofibers on regenerating rat sciatic nerve
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(2) 目 第一章. 錄. 前言...............................................................................................1. 1.1 實驗動機與目的.................................................................................2 第二章. 文獻探討.......................................................................................3. 2.1 神經系統簡介.....................................................................................3 2.1.1 中樞神經系統 .............................................................................3 2.1.2 周邊中樞神經系統 ......................................................................4 2.1.3 神經元 ..........................................................................................4 2.1.4 神經纖維 ......................................................................................7 2.2 周邊神經損傷.....................................................................................8 2.2.1 周邊神經損傷的原因 .................................................................8 2.2.2 周邊神經損傷的分類 .................................................................9 2.2.3 神經損傷後之變化 ...................................................................10 2.3 周邊神經損傷後的修復與再生 ..................................................12 2.3.1 神經細胞本體的恢復 ...............................................................12 2.3.2 軸突的重生................................................................................12 2.3.3 環境因子....................................................................................13 2.4 周邊神經斷傷的修補技術 ..........................................................15 2.4.1 神經導管接合術 ........................................................................16 2.5 神經導管的種類與應用 ..............................................................17 2.5.1 生物材質為主之材料………………………………………... 17 2.5.2 工合成之材料......................................22 2.6 矽膠管內神經再生之細胞學變化 ..............................................25 2.7 神經管模型神經再生長度之標準化評估......................................27 2.7.1 神經導管影響神經再生的四種假說 .......................................30 2.8 靜電紡絲 ..........................................................................................32 2.9 神經損傷的中醫觀點……………………… ……………….…… 35 2.9.1 神經系統在中醫學中的定位 ...................................................35 2.9.2 周邊神經損傷的中醫觀點與相關之中醫病證 .......................38. iv.
(3) 第三章. 材料與方法.................................................................................41. 3.1 主要材料與設備...............................................................................41 3.2 矽膠管內填幾丁聚醣薄膜的製備方法 ..........................................43 3.2.1 製備纖維膜................................................................................43 3.2.2 將纖維膜填充入矽膠管中……………………………… …44 3.3 動物實驗...........................................................................................45 3.3.1 動物分組、麻醉與消毒 ...........................................................46 3.3.2 坐骨神經神經導管接合術 .......................................................46 3.3.3 動物飼養環境.......................................................................... 47 3.3.4 觀察實驗大鼠外表之變化 .......................................................47 3.3.5 電生理檢測................................................................................48 3.3.6 評估術側腓腸肌萎縮程度與神經再生情形 ...........................48 第四章. 結果.............................................................................................50. 4.1 神經導管接合術實驗.......................................................................50 4.1.1 觀察大鼠外觀之變化 ...............................................................50 4.1.2 電生理檢測分析........................................................................53 4.1.3 評估術側腓腸肌萎縮程度………………………….…….….59 4.1.4 評估神經再生情形……………………………………………61 第五章. 討論.............................................................................................65. 5.1 神經導管接合術實驗.......................................................................65 5.1.1 實驗大鼠外表的變化 ...............................................................65 5.1.2 電生理檢測分析........................................................................65 5.1.3 術側腓腸肌萎縮程度…………………………………………66 5.1.4 神經再生情形 …………………………………………….… 66 5.2 本研究結果的探討. ……………………………………………..67. 5.2.1 未降解乾淨的幾丁聚醣膠狀物阻礙神經再生.……………..67 5.2.2 神經導管腫脹造成阻塞，影響神經再生…. ………… ..68. 5.2.3 PEO 對細胞是否有生物毒性而影響神經再生……………. 69 5.2.4 靜電紡絲纖維的珠粒過多是否會影響神經再生……… …...70. v.
(4) 第六章. 結論.............................................................................................72. 參考文獻.....................................................................................................73 英文摘要.....................................................................................................89. vi.
(5) 圖索引 圖 2.1 神經元的構造 .................................... 6 圖 2.2 神經幹結構圖 .................................... 7 圖 2.3 甲殼素的結構單元式 ............................. 19 圖 2.4 幾丁聚醣的結構單元式 ........................... 19 圖 2.5 神經間隙標準化圖 ............................... 29 圖 2.6 靜電紡絲設備裝置圖 ............................. 33 圖 3.1 靜電紡絲設備裝置實體圖 ......................... 43 圖 3.2 紡織纖維膜在掃描式電子顯微鏡下的情形 ........... 44 圖 3.3 幾丁聚醣纖維薄膜外觀 ........................... 45 圖 3.4 神經斷端與矽膠管縫合的步驟 ..................... 47 圖 4.1 大鼠足趾自殘外觀 ............................... 52 圖 4.2 6 週取出神經導管前的外觀圖………………………….... 53 圖 4.3 電生理檢測波形代表意義…….…………………………... 53 圖 4.4 實驗大鼠術側腓腸肌切片 ......................... 60 圖 4.5 實驗組 100 倍顯微鏡下的再生神經切片 ............. 61 圖 4.6 對照組 100 倍顯微鏡下的再生神經切片………………. 62 圖 4.7 實驗組 400 倍顯微鏡下的再生神經切片 ............. 63 圖 4.7 對照組 400 倍顯微鏡下的再生神經切片 ............. 64. vii.
(6) 表索引 表 4.1 個別大鼠體重變化及自殘情形 .............................................51 表 4.2 兩組波期(MS)之數據與統計結果 ..........................................54 表 4.3 兩組波幅(MV)之數據與統計結果..........................................55 表 4.4 兩組面積(MVMS)之數據與統計結果.......................................57 表 4.5 兩組神經傳導速度(M/S)之數據與統計結果 ........................58. viii.
(7) 以靜電紡絲製備幾丁聚醣纖維膜內填矽膠管對大鼠坐 骨神經再生影響之評估. 研究生：陳瀅如 指導教授：陳悅生博士 中國醫藥大學. 中國醫學研究所. 神經損傷為現今社會眾多意外中的主角，因而使得神經再生的 研究於近年來蓬勃發展。神經斷傷後，再生軸突與遠端斷端接合狀 況，決定了日後神經功能恢復的程度，而神經導管接合術治療為主要 治療方式。在神經管內添加促進神經再生的物質，能使管中再生的神 經在較短的時間內，通過神經管之間隙而完成再生。幾丁聚醣具有生 物相容性及生物可降解性，且資源豐富易於取得，有利於細胞貼附生 長，能促進神經再生。以靜電紡絲製備幾丁聚醣纖維膜，可得到更佳 的多孔性和表面積，也可將纖維細度降低到微米、甚至奈米級，並提 供細胞更佳的生長環境。 我們藉由在矽膠管內填入幾丁聚醣纖維膜，對截斷的大鼠坐骨 神經作一神經導管，藉以觀察其對大鼠周邊神經再生的影響。本實驗 在神經切片中，實驗組沒有見到具髓鞘的神經軸突，而對照組(矽膠 管空管)則有具髓鞘的神經軸突再生，但綜合電生理檢測結果和腓腸 肌萎縮程度可知，實驗組除了有側枝神經生成外，管內也有易碎的神 經纖維橋產生。. 關鍵字：周邊神經再生、靜電紡絲、幾丁聚醣、矽膠管、降解性材料. 1.
(8) 第一章 前言. 多細胞生物在求生存的過程中，演化出許多分化精細的組織或器 官，分別負責不同的工作，以維持個體的生命與種族的繁衍。而分化的 功能愈精細成熟，細胞的再生或分化能力就愈低，尤其當人體組織受外 力或疾病的侵害造成缺陷時，通常無法像其他動物一般地快速癒合，甚 至造成受傷部位不能完全自然復原的困擾。隨著工業生產機械化程度的 提高和交通事業的發展，神經損傷的發生率有大幅上升的趨勢，根據美 國的統計，每年有 36 萬人發生上肢麻痺症候群(Upper extremity paralytic syndrome)，且在急診室的創傷患者中，約 2.8%合併有周邊 神經的損傷[1]，可見尋找及研製適合的材料，來增加人體組織自然癒合 能力發展是必要的。 早在十六世紀中葉，人類即懂得尋找適當的天然材料應用於醫療方 面[2]，而生醫材料(biomaterials)這個專有名詞至 1974 年，在第六屆國 際生物材料年會中付與嚴謹的定義[3]:意指用以代替人體部份組織或功 能，而且與人體體液有所接觸或作用的材料稱為生醫材料。根據國際標 準化組織(ISO)定義，生物醫學材料(biomedical materials)就是以醫 療為目的，用於活體組織以形成功能的無生命材料，包括具有生物相容 性或生物降解性的材料[2]。從應用的角度而言，生醫材料是對於可用於 人工器官、外科修復，物理治療、診斷、檢查等醫療保健領域的一種具 有特殊性能、滿足特殊要求的材料之總稱。由於人體生理環境的複雜 性，用於人體內的生物醫學材料及其製品介入人體的生理環境後會相互 影響，因而導致一連串的生物反應，如組織、血液、免疫等方面，因此 在生醫材料研製與應用的階段，皆須注意材料與生物體之間的相互作用 以及可能產生的結果[4]。 神經損傷後，如果沒有經過適當的處理，使神經軸再生時產生 神經瘤，往往會使受損的神經無法重整恢復。而神經斷裂後的間隙，也 會直接影響神經的再生及癒後功能的恢復。當神經斷裂的間隙距離較大 1.
(9) 時，神經導管接合術(nerve bridging techniques)是比較適當的修補技術。 神經導管接合術就是將由生醫材料製成的圓管縫入神經兩斷端之 間，藉以導引及支持再生神經纖維生長，同時把會阻礙神經再生的細胞 及其分泌物阻擋在管外。本實驗室近年來不斷研發各項創新技術就是朝 此一方向努力。. 1.1 實驗動機與目的 幾丁聚醣（chitosan）為幾丁質（chitin）經過脫乙醯化的過程 （deacetylation）後產生，具有生物相容性及生物可降解性，且資源 豐富易於取得，有利於細胞貼附生長，能促進神經再生[5]。過去常用的 生物醫學材料，若用幾丁聚醣為材料以其他材料紡製，則以不織布型態 居多，而奈米紡織技術--靜電紡絲[6]為紡織界目前方興未艾的奈米紡織 技術，本實驗跨領域結合紡織工業，以靜電紡絲製備幾丁聚醣纖維網， 可得到更佳的多孔性，也可將纖維細度降低到微米、甚至奈米級，相較 於傳統不織布有較好的孔洞密度和表面積[7]，並提供細胞更佳的生長環 境。 我們延續本實驗室先前之研究結果，並利用電紡的優點，做成幾丁 聚醣纖維膜填充入矽膠管中，觀察對大鼠截斷後的坐骨神經再生有何影 響，且試圖應用在神經再生中，以增加神經再生成功的比例，並使再生 的神經更成熟。. 2.
(10) 第二章 文獻回顧. 2.1 神經系統簡介 動物們面對的是一個不斷變動的環境，因此它們要在極短的時間內 做出正確的反應才能趨吉避凶;它們需要的是一套複雜的應變系統。 神經系統是動物體內訊息傳遞網路，它讓動物體與環境有良好的互 動[8]，並調節著身體全部的生理功能，如動作的產生、感覺的接收、情 感的表達，甚至無形之表現，如思想的表達，乃至於人類特有文化、藝 術、學術的形成，所以具有高度的複雜性。 ㄧ般可將神經系統分成兩個主要系統: 1.中樞神經系統(central nervous system)，包含腦(brain)與脊髓 (spinal cord)； 2.周邊神經系統(peripheral nervous system)，包括腦神經(cranial nerve)和脊神經(spinal nerve)及相關的神經節(ganglion)。 在人類，除了外層的腦膜與穿梭其中的血管外，神經系統主要由三 大類的細胞聚集而成，包括神經元(neuron)、神經膠細胞(neuroglia) 與許旺細胞(Schwann cell)，它們彼此的串連與相互間的作用十分複 雜。其中神經元(neuron)形成傳遞訊息的網路;支持細胞在中樞神經系 統有神經膠細胞(neurogIia)，周邊神經系統則是許旺細胞(Schwann cell)，兩者各自穿插在神經元之間的空隙中，負責提供協助、支持、 營養及保護神經元的功能。 2.1.1 中樞神經系統 腦(brain)可再分為大腦半球、中腦、間腦、橋腦、小腦、視丘、 基底核與延髓等部分，主要負責解讀、整合、計算、儲存及傳送訊息， 3.
(11) 並發出命令給身體的其他部分。腦膜與硬脊膜分別包覆著腦與脊髓(脊 柱尾端的馬尾神經叢除外)，也就是中樞神經系統的表面。中樞神經系 統內有超過一千億以上的神經元，每個神經元與其他神經元間的突觸， 少則幾百個，多可至二十萬個[9]。中樞神經系統的支持細胞為神經膠細 胞(neurogIia)，大體上比神經元小，但數量上則多出 5 到 10 倍，體積 約佔脊髓總體積的一半 [10] 。神經膠細胞有四種主要的類型:星狀細胞 (astrocytes) 、 寡 樹 突 細 胞 (oligodendrocytes) 、 微 小 膠 細 胞 (microglial cell)與室管膜細胞(ependymal cell)。 2.1.2 周邊神經系統 在周邊神經系統中，神經細胞體聚集的結構稱為神經節 (ganglion)，位於神經節的神經元的軸突與來自中樞神經系統神經元的 軸突形成周邊神經，依據周邊神經和中樞神經的相關定位可分為腦神經 和脊神經。 中樞神經系統的支持細胞(neurogIia)有多種形式，而周圍神經系 統的支持細胞--許旺細胞(Schwann cell)僅此一種，且 Schwann cell 也不會出現在中樞神經系統中[11]。 2.1.3 神經元 神經元是一些可被激發的細胞，它們可接受刺激，並用神經衝動 來傳導訊息。其基本構造（圖 2.1）[12]主要有三大部分:一個細胞本體 (cell body)、一個軸突(axon)，與一個或多個的樹突(dendrites)。由 於軸突與軸突末端都沒有核糖體(ribosome)，因此更新或修復軸突所需 的蛋白質與細胞膜都必須在細胞本體中合成後，先聚集成膜囊或多蛋白 顆粒，再沿著軸突中的微小管(microtubule)順向運送到軸突末端。 在神經元內，電訊號之間的傳遞主要是藉著一連串的細胞膜去極化 (depolarization)反應，以產生神經衝動。軸突末端的細胞質中含有許 多突觸小泡(synaptic vesicle)，包裹著神經傳遞物質，在軸突傳來電 4.
(12) 訊號的同時，將該物質釋放到突觸中，以引發下一個神經元的反應。 神經元的功能是傳遞訊息，神經元由電的信號（electric signals） 和化學訊號（chemical signals）來傳遞訊息，兩者間有極密切的關聯。 電的信號. 在神經元內是以電的信號來處理及傳導訊息，包括神經. 衝動（nerve impulses，或稱動作電位 actional potential），接受器 電位（receptor potential），以及突觸電位（synaptic potential） 。 化學信號. 細胞間是以化學信號傳送訊息。突觸是化學信號的作用. 位置，在軸突末端，突觸電位使軸突末端的神經傳導物質釋放，使之與 突觸後接受體作用讓訊息傳遞到另一個細胞。 突觸(synapse)是指軸突末端與下一個神經元相聯結的部位，主要 由三個部分構成:前突觸膜、突觸隙與後突觸膜。前突觸摸，位於軸突 末端球根狀結構的底部。突觸隙(synaptic cleft)兩膜間的空隙非常 小，只有 20-30 nm。後突觸膜，位於下一個神經元的樹突或細胞本體上， 表面有許多接受器(receptor)，可對前突觸膜所釋出的神經傳遞物質做 出反應，可興奮也可以抑制，端賴接受器的種類而定。 由於這類突觸需要以神經傳遞物質為媒介，又稱為化學性突觸;加 上接受器並不存在於軸突末端上，因此這類的神經訊號傳遞是單向性 的，只能由軸突傳給下一個神經元上的突觸，此為化學性突觸的單向傳 導原則(The principle of one-way conduction)。此外也有電性的突 觸，兩個神經細胞間由間隙接合(gap junction)所連結，它容許離子化 的細胞物質越過，直接達到離子的傳導，且電性突觸的訊號傳遞可以朝 兩個方向進行。神經系統有感覺、整合以及運動等要素，其功能由不同 的神經元運作而成。感覺神經元有特化的接受體，可以將環境中不同形 式刺激，如光、聲音、觸覺、味道等等，轉換為電的信號。這些電的信 號在突觸轉為化學信號而傳遞到中間神經元。中間神經元會將作用在突 觸後接受器的化學信號轉換為電的信號，電的信號在細胞內進一步處理 與傳導，之後於軸突突觸再轉換成化學信號，將訊息傳給下一個細胞， 最後訊息可傳送到刺激肌肉的運動神經元或者刺激其他神經元。. 5.
(13) 圖 2.1 神經元的構造 6.
(14) 2.1.4 神經纖維 每一條周圍神經都由平行的神經纖維束組成，而這些纖維可能是向 心或離心的軸突;也可能是髓鞘化或無髓鞘化，但外面都包有結締組織 形成的鞘膜。神經（fascicle）在神經幹（圖 2.2）[12]內，神經幹的外 圍包著一層緻密的結締組織鞘膜，稱為神經外膜(epineurium)。在此膜 內有一束束的神經纖維，每一束纖維外包裹的結締組織鞘膜，稱為圍神 經膜(perineurium)。在每一根神經纖維間疏鬆的結締組織則為神經內 膜(endoneurium)，這些結締組織鞘膜用來支持神經纖維及相關的血管 與淋巴管。神經幹內有特有的微循環統，它負責供應神經纖維所需的能 量[13,14]。神經幹是一個混合的組織，它構成的目的是維持神經纖維的連 續性，以及營養及保護神經纖維的基本功能。. 圖 2.2 神經幹結構圖 7.
(15) 髓鞘類似電線外包一層絕緣用的塑膠色膜，由支持細胞構成，且被 蘭氏結(node of Ranvier)分隔成固定長度但不連續的小段。髓鞘化纖 維的電訊號在傳遞的過程中從一結跳至另一結，以跳躍的方式傳導 （saltatory conduction），因此髓鞘能協助並加速神經傳導的速度。 在中樞神經，髓鞘由寡樹突細胞(oligodendrocytes)負責形成，其細胞 的突起不斷延長，然後包裹在軸突的外面。單一個寡樹突細胞可以同時 包覆 60 條神經纖維的一部份。. 2.2 周邊神經損傷 2.2.1 周邊神經損傷的原因 周圍神經損傷的原因很多，可分為物理性、化學性、缺血性或溫度 等因素，最常見的當屬創傷(truma)引起的損傷[15]，包括撕裂傷、割裂 傷和壓迫性神經病變。其機轉主要是透過牽扯、切斷和擠壓，引起程度 不等的損傷。神經損傷的分類方式有很多種，有依病因、也有依神經纖 維結構與功能的改變來分類。 依病因分類: 1. 神經撕裂傷(avulsion):主要因神經受到過大的張力拉扯導致，常由 牽扯四肢的力量過大引起。 2. 壓迫性的神經病變(compression neuropathy):常發生在周圍神經幹 較 接 近 體 表 處 ， 如 橈 神 經 在 肱 骨 表 面 受 到 壓 迫 (Saturday night palsy)、腓神經在膝部受到壓迫(crossed leg palsy)。易受周圍解剖 構造壓迫之處也常發生病變，如腕隧道症候群，為正中神經在腕橫韌帶 處受到壓迫造成。另外，臂伸經叢在胸廓出口處受到壓迫(thoracic outlet syndrome)、尺神經在肘部受到壓迫(cubital tunnel syndrome) 及脛神經在踝部受到壓迫[16] (tarsal tunnel syndrome)等也會引起不 同程度的傷害。 8.
(16) 3. 神經切割傷(laceration):多由意外穿刺、割傷或骨折所引起。由於 神經幹旁常有血管伴行，直接的神經切斷傷常合併切斷血管而出血，造 成結締組織面的橫切，甚至出現血腫壓迫神經。這類損傷的神經再生速 度很慢，且軸突再生的情形會因兩斷端的不連續間隙，或因神經束再生 時的錯接，使再生預後相當複雜。若神經近側斷端的軸突在遠側斷端位 置不正確的情形下亂長，會形成外傷性的神經瘤。 2.2.2 周邊神經損傷的分類 依神經纖維結構與功能的改變來分類，可分為 Seddon 分類法和 Sunderland 分類法。 2.2.2.1 Seddon 分類法[17-21] 1943 年 Seddon 將神經損傷的嚴重性區分成三個等級: 神經失用(neurapraxia) 在連續性的軸突內有局部傳導阻斷的現象，而神經的可興奮性仍然 保存，在顯微鏡下無神經纖維變性。此損傷相當於擠壓(crush)受傷後 產生的急性局部去髓鞘的阻斷，其傳導阻斷持續幾星期或幾個月，直到 局部髓鞘修復才痊癒，預後極佳。 軸突斷傷(axonotmesis) 顯微鏡下可發現軸突受傷而其喪失連續性，但神經內膜仍然完整。 常發生於神經受擠壓或拉傷後，軸突的連續性被破壞，使軸突的遠端會 產生 Wallerian 退化(Wallerian degeneration)。神經功能恢復的時間 長短取決於軸突再生時再支配(reinnervation)原來的目標組織時所需 的時間。軸突斷傷後軸突可延著原本的途徑再生，再支配原本的目標組 9.
(17) 織，所以預後亦相當良好。值得注意的是，軸突再生的速度相當緩慢， 約只有 2-4 mm/day，若再把通過受損處的延遲考慮進來，則約只有 1.5 mm/day。這個數字在臨床上評估復原進度時相當有用。 神經斷傷(neuratmesis) 整個神經幹遭截斷，使連續性呈現部分或全部的喪失。除了軸突斷 離外，也包括神經內膜、圍神經膜、神經外膜以及髓鞘等非軸突部份。 神經斷傷須要手術修復，但神經功能恢復的預後不佳。若斷傷時伴有神 經幹的缺損和不連續間隙，將使再生與手術更困難。 2.2.2.2 Sunderland 分類法[21,22] Sunderland 根據神經幹不同組織受傷之程度做了更詳細的分類，他 將神經損傷分為五個階段。第一型與第二型相當於 Seddon 分類法中的 神經失用和軸突斷傷。Sunderland 將嚴重的神經斷傷加以細分，依各別 結締組織的連續性與否再細分三型。第三型為軸突與神經內膜的喪失， 但是圍神經膜依然完整，且會產生軸突 Wallenian 退化以及神經束的紊 亂。第四型為軸突、神經內膜、圍神經膜的連續性喪失但神經外膜仍完 整。第五型為神經幹完全斷離。本研究室所採用之實驗動物模型都屬於 第五型之神經損傷神經幹完全斷離。 2.2.3 周圍神經損傷後的變化 由於創傷、血液供應不足、或神經病變導致神經細胞體的嚴重傷 害，均可引起神經元的全部退化[14,23-26]。神經在截斷後約有 30%~40%的 神經感覺神經死亡，且近端的神經損傷比遠端嚴重。假如神經細胞的軸 突被斷傷後，其退化性變化將發生於三個部份:. 10.
(18) 2.2.3.1 受傷害遠端之軸突部分 變 化 從 損 傷 進 行 到 軸 突 末 端 ， 此 過 程 稱 為 Wallerian 退 化 (Wallerian degeneration)。典型的變化由受傷處開始，逐漸向遠端蔓 延。第一天，軸突腫大且不規則，到了第三天或第四天，軸突斷裂成片 段，殘骸被周圍的 Schwann cell 與巨噬細胞消化，整個遠端軸突在一 週內被破壞殆盡。同時軸突周圍的髓鞘也慢慢地被破壞分解，脂質微粒 在 Schwann 細胞質內出現，接著 Schwann cell 將脂肪微粒釋放給組織 間的巨噬細胞吞噬。隨後 Schwann cell 開始快速複製成長，並在基底 膜內成平行索狀排列。這種平行索狀的 Schwann cell 與神經內膜合稱 為帶狀纖維(band fiber)。如果神經沒有成功再生，原本的空間將會被 纖維母細胞所產生的纖維組織所取代。 2.2.3.2 受傷害近斷之軸突部分 截斷處近端的變化與遠端相似，但破壞只向近端蔓延到最近的第一 個蘭氏結處。 2.2.3.3 細胞體部分 軸突的損傷將使神經細胞本體出現一些變化，稱為逆行性退化 (retrograde degeneration)。最典型的變化是在受傷後的兩天內，在 細胞體內發生，兩週內破壞程度達到最大。軸突損傷後，可見到 Nissl material 變 細 、 呈 顆 粒 狀 的 分 散 在 細 胞 質 內 ， 稱 為 染 質 溶 解 (chromatolysis)，也有人譯為色素溶解。染質溶解始於軸索阜(axon hillock)，然後延伸至整個細胞質。此外，在細胞本體中央的細胞核向 細胞周邊移動，細胞本體則膨脹變圓。 若軸突受損的位置愈接近細胞本體，則染質溶解與細胞水腫的程度 將愈嚴重，甚至會造成神經元的死亡。另一方面，傷及最遠端的軸突對 細胞體來說，可能沒有造成傷害。 11.
(19) 2.3 周圍神經損傷後的修復與再生[27,28] 與逆行性退化的快速發生相較，神經細胞體的復原和修復可能需耗 費數個月才能完成。 2.3.1 細胞體的恢復 當細胞核向細胞體中央移動，多酶小體於細胞質中聚集重現，細胞 水腫減輕，且在細胞質出現 Nissl materials 時，表示 RNA 和蛋白質的 合成加速，準備進行軸突的再形成。 2.3.2 軸突的重建 軸突重建包含三個階段:軸突萌芽 (axon prouts)、再生軸突的延 伸(regenerating axon outgrowth) 及再支配(reinnervation)。 首先 Schwann 細胞進行有絲分裂，並充滿在近端處神經內管中。此 細胞分裂可能發生至下一個蘭氏結，也可能遠及遠端的作用器官。當小 間隙的神經缺口存在於斷瑞時，分裂中的 Schwann 細胞會在缺口間形成 索帶狀結構，而後每個近端軸突終點會產生很多膨大的細胞絲或纖絲 (mulitiple fine axon sprouts or filaments)。這些纖絲沿著 Schwann 細胞間的裂縫前進，穿過近端和遠端神經處的間隔，向遠端生長並和 Schwann 細胞接觸。來自很多不同軸突的纖維可能進入一個神經內管 中，但只有一個纖絲會繼續存在，其他的將退化。當此纖絲進入遠端神 經後，將重新活化感覺或運動作用器官;一旦軸突到達末端器官時，相 鄰的 Schwann cell 由損傷處開始，向遠端逐漸覆蓋此軸突，並進一步 纏繞而形成髓鞘。至於為什麼一個神經內管會選某條特定的軸突萌芽， 其他的都會退化，目前還不清楚。 軸突到達適當的作用器官需要幾個月的時間，但仍須視神經傷害的 12.
(20) 位置而定。軸突生長的速率約每天 2-4 mm，然而必須考慮當軸突穿過受 傷的位置時，再生速度會有些延遲，約每天 1.5 mm。且再生的軸突纖維 直徑最多只能到達原有直徑的 80%，因此再生軸突的傳導速率無法達到 和原來軸突一樣。 在中樞神經，許多軸突萌芽會從最後一個蘭氏結處長出，但只持續 約兩週便告終止。這也許是因為寡樹突細胞缺乏與 Schwann ceIl 類似 的特性，而且活躍的星狀細胞會很快地形成疤痕組織阻擋再生。 在周圍神經中，軸突的重建和正常功能的恢復決定於下列因素: 1. 若神經因擠壓而受傷，雖有軸突的斷傷或供血的受阻，只要神經內 膜保持完整，再生的成果是相當滿意的。 2. 在完全截斷的神經損傷中，恢復的機會較少，因為來自近端處的重 建神經纖維和遠端的纖維不易接合。 3. 當混合性神經(含感覺、運動和自主纖維)完全被截斷，完整恢復的 機率較被切斷之單獨感覺或運動神經來得小。 4. 若完全切斷的神經近端和遠端的距離大於數毫米時，神經斷端間隙 被增生的纖維組織或相鄰肌肉組織充滿，復原機率很小。向遠端長 出的軸突萌芽，將長到周圍的結締組織中，形成一團纏繞的組織團 塊或神經瘤，若在早期就以外科手術介入治療，使兩斷端互相靠近， 並避免結締組織的干擾．對復原將有明顯的幫助。 5. 若有傷口感染，將嚴重影響神經重建的過程。 6. 麻痺的肌肉若缺乏足夠的復健或刺激，那麼在再生軸突到達之前就 先行退化萎縮了。 2.3.3 環境因子 環境因子對神經軸突的再生有相當大的影響，目前研究的重點在於 Schwann cell、外基質與神經營養因子等部分。. 13.
(21) Schwann cell Schwann cell[29-32]在正常的髓鞘化或未髓鞘化的神經旁是非活動性 的，其細胞核有豐富異染色質(heterochromatin)，在軸突斷傷後就會 很快的活化。當局部的髓鞘殘骸被巨噬細胞吞噬移除後， Schwann cell 快速增生，並形成 Schwann 細胞柱，提供再生的軸突生長到目標組織的 途徑。另外，許多神經營養因子正是來自 Schwann 細胞柱，顯示了 Schwann cell 在此的重要性。 細胞外基質 細胞外基質填滿在細胞之間的空隙中，是由周圍的細胞分泌而來， 其中包含了三種主要的蛋白質成分:膠原蛋白(collagen). [33]. 、細胞附著. 分子(cell adhesion molecule)與糖蛋白(glycoprotein) [34]。其中膠原 蛋白提供張力與彈性；細胞附著分子與細胞膜上的接受體蛋白結合；糖 蛋白則為細胞的緩衝器。 基底層 基底層(basement membrane)是一層特化的細胞外基質，厚約 60-100 nm，主要由細胞附著分子(如 laminin、nidogen、perlecan)與第四型的 膠原蛋白構成。它一面與細胞膜上的接受體蛋白結合，另一面則與疏鬆 結締組織纖維狀的膠原蛋白結合，使細胞能附著於結締組織上，形成功 能性的接合。基底層也是神經細胞的骨架，Schwann cell 的基底層在軸 突再生時就扮演了非常重要的角色。在移去 Schwann cell 的基底層管 的實驗中發現，再生的軸突會沿著 Schwann cell 的基底層內側面生長。 在神經內膜的結締組織中，沒有任何軸突是生長在基底層管的外面[35]， 代表基底層的內側必含有某些細胞附著分子，使再生的軸突以極有效率 的方式附著在表面。. 14.
(22) 神經營養分子 神經營養分子的種類有很多，較人熟悉的有神經生長因子 (NGF). [36]. 與 腦 源 性 神 經 營 養 因 子 (brain-derived neurotrophic. factor,BDNF)。它們主要來自於 Wallerian 退化時增生的 Schwann cell 與遠端所形成的 Schwann 細胞柱。Schwann 細胞柱的基底層也有助於保 存神經營養因子，以誘發軸突的再生。. 2.4 週邊神經斷傷後的修補技術 神經斷傷造成的間距，會影響神經的再生與預後，所以斷傷的間距 是選用何種神經接合術最重要的考慮因素。就目前而言，神經因外傷或 其他因素截斷後有以下幾種修補技術: 斷端縫合術(End-to-end suturing) 組織黏著劑黏合法(Tissue adhesives) 雷射神經縫合法(Laser neurorrhaphy) 神經移植術(Nerve grafting) 神經導管接合術(Nerve bridging) 綜合的說前面三種修補技術只適用於截斷間隙較短且少於數毫米 的神經；若是當斷口間距較大，尤其間距大於 l0mm 甚至 15mm 以上時， 直接縫合會因張力過大使受傷的神經段處於不良環境，所以選擇後二者 修補技術治療。自體神經移植手術可避免因免疫造成的排斥問題，在臨 床上有良好的癒合率，但最大的缺點就是移植神經往往和缺陷神經不相 吻合，且神經移植段的取得來源十分困難且有限，另外取得神經移植段 同時可能會導致其他部位功能的損壞[37-40]。所以當周邊神經斷裂間隙較 大時，神經導管接合術為比較好的選擇方法，近年來在神經導管接合術 領域的研發及應用已漸漸受重視。. 15.
(23) 2.4.1 神經導管接合術(Nerve grafting) 19 世紀末，自從 Gluck 採用脫鈣骨製成骨性管橋接神經損傷部位 以來，利用神經導管修復周邊神經損傷，已被許多國內外學者認為是一 個切實可行的方法[41]。1898 年 Forssman 發現再生軸突總是朝向遠側神 經斷端生長而不向其他組織生長，他把這種遠側神經端對再生軸突的明 顯吸引作用稱為神經趨化性。20 世紀年代，Lundborg 等通過 Y 型矽膠 管實驗證實周邊神經再生確實存在神經趨化性，並且還具有組織特異 性、神經束特異性和功能特異性[42]。Lundborg 等修復神經缺損的研究帶 動此項研究廣泛開展。 神經導管接合術是應用生物或非生物的材料製成適當大小的導 管，把神經的遠近斷端放入管內，並將兩斷端神經外膜跟管壁結合固定 [43]. 。隨後神經斷端軸突可沿著管腔從近端長入遠端，這種方式優點有:. 1. 神經導管可維持和供應再生軸突所需的環境，導引再生神經往正確 的方向生長； 2. 減少神經生長因子的流失； 3. 把抑制神經再生的因子排除於導管外[44]； 4. 神經導管提供神經再生的屏障及通道，防止周圍結締組織侵入而形 成神經瘤[45]。 我們可藉人為方式控制或改變神經導管中的微環境[46,47]，神經導管 內的生物微環境指的就是上述 Schwann cell、細胞外基質與神經營養因 子三方面。我們可以透過人為調節而形成最有利於神經再生的微環境。 近十幾年來，學者們致力於探討與神經導管接合術相關的研究主 題，包括: 1. 神經導管的材質； 2. 神經導管的樣式與塑型； 3. 利用神經導管建構利於周邊神經再生的生物微環境； 4. 神經導管的內徑、壁厚[48,49]、表面性質[50,51] (光滑或粗糙)等物理性 質； 5. 降解性神經導管製材之交聯方法； 16.
(24) 6. 探討進行神經導管接合術後，再投與口服藥物[52,53]或針刺、電針[14]、 雷射刺激[54]對於周邊神經再生的影響。 這些各式各樣的研究，其目的皆希望能縮短再生的時間、擴大再生 的間距、提升再生神經的成熟度、促進神經功能的恢復及減少神經導管 之併發症。. 2.5 神經管的種類與應用 神經管選用的材料，可大致分為生物材質為主的材料(biological materials)及人工合成之材料(synthetic materials)二大類: 2.5.1 生物材質為主的材料(biological materials) 生物材質為主的材料可分為生物結締組織材料與來自生物體的天 然材料兩大類。第一類主要以動靜脈、骨骼肌、羊膜等為主;第二類則 包括膠原蛋白(collagen)、明膠(gelatin)、幾丁質(Chitin)與幾丁聚 醣(Chiosan)等。 動、靜脈[55-58] 以來自於生物的組織而言，動物體內的動、靜脈在早期是最常被應 用的材料。但如果和人工合成的材料比較，並無特殊的突出性[59,60]，而 且材料來源及免疫排斥也是一個問題。 變性骨骼肌 用於神經接合，是基於變性肌肉的基底膜能引導神經軸突向遠端的 神經生長。而且變性肌肉組織中含有膠原纖維(collagen)和層沾連蛋白 (laminin)，能促進神經軸突生長及加強再生纖維對神經生長因子的反 17.
(25) 應與作用。臨床上，使用變性骨骼肌重建神經的效果還不錯[61,62]，不過 會有神經纖維長出肌肉組織，形成神經瘤的危險。 羊膜 可降解，排斥反應小，可塑性良好，又含有各種神經營養因子。 Mohammad[63]等嘗試用羊膜管修復 10 mm 的大鼠坐骨神經缺損，發現患肢 功能在第二到第四週時恢復得比自體神經移植組好，而且再生軸突數與 自體神經移植組相當接近，但目前仍尚未見到臨床應用的報導。 膠原蛋白(collagen) 存在於動物的各種組織器官中，其中又以皮膚、骨頭與肌腱含量最 多；約佔體內所有蛋白質的 20-25 %，分子量大，約在 283 kda 左右[64]。 膠原蛋白非常適合作為生醫材料[65]，它除了無毒性、可降解、生物相容 性高、形狀可塑性高等特性外，也能藉酵素或修飾特定的官能基來改變 其性質或功能。1991 年，Archibald 等人開始嘗試研發以膠原蛋白為基 質的降解性神經導管，並評估其機械性與通透度等特性。1993 年， Daniel[66]用 l0 mm 間隙的兔脛骨後神經缺損，比較非通透性、半通透和 較大孔洞等三種不同通透度的膠原蛋白導管，發現具有較大孔洞的膠原 蛋白導管效果較好，原因可能是大孔洞的通透性較好，有利於代謝產物 的交換和神經營養物質的輸送。1995 年，Archibald[67]以修補正中神經 缺損間隙達 5 mm 的猴子，比較縫合法、自體神經移植法與膠原蛋白導 管接合法，結果發現後二者修復狀況合法更好。2003 年，美國一家公司 推出以膠原蛋白為基貭製造的降解性神經導管，業者強調其商品可以快 速有效的導引神經再生，且能避免神經瘤的產生。近年來，膠原蛋白已 成為相當熱門的生醫材料，其應用範圍更是蓬勃發展。但價格昂貴仍是 它在應用上的最大缺點。. 18.
(26) 幾丁質(chitin)與幾丁聚醣(chitosan) 幾丁質(chitin)是甲殼素（圖 2.3）的主要成分. [68,69]. 。幾丁質廣泛地. 存在於自然界的許多生物之中，如真菌或酵母菌的細胞壁、軟體動物的 內外骨骼、甲殼類動物與節肢動物的外殼等。甲殼素並不溶於水，也不 溶於弱酸或弱鹼，故在應用上限制較多。將甲殼素以濃鹼在高溫下浸煮 一段時間後，即產生去乙醯作用，經過部分去乙醯化或全部去乙醯化以 後的產物，即為幾丁聚醣(chitosan)（圖 2.4）。幾丁聚醣不溶於水，但 可溶於稀醋酸、鹽酸、乳酸等有機酸中，在運用上比幾丁質更方便。幾 丁聚醣的結構類似纖維素，屬結晶多醣類(polysaccharide)，是一種陽 離子型高分子化合物，也是目前自然界中第一大量的含胺多醣類，為 N乙醯葡萄糖胺與 N-葡萄糖胺為結構單元之共聚合體。幾丁聚醣上的胺基 ＋. 在酸性溶液中會與氫離子結合而帶正電(-NH3 )；在鹼性環境下則因電 性中和，使其溶解度降低而導致膠凝現象。. 圖 2.3 甲殼素的結構單元式. 圖 2.4 幾丁聚醣的結構單元式 19.
(27) 近年來幾丁聚醣成為高分子生醫材料中頗受重視的材料，常見於敷 料、縫合線及保健食品，目前已廣泛地運用在醫藥、食品、化工、生化、 生醫材料、化妝美容、廢水處理等領域。它作為生醫材料方面有以下幾 項特性: 1. 生產原料不虞匱乏、價格便宜。 2. 屬天然的高分子物質，物理和化學性質穩定。 3. 分子結構的可變性大，包括聚合長度、聚合的鏈結方式等。 4. 幾丁聚醣分子中含胺基、烴基和其他基團，可以藉氫鍵對許多金屬 離子進行螯合，因此能有效吸附、分離溶液中的金屬離子，降低藥 液中重金屬離子含量，亦可作為藥品之緩釋劑，延長藥效, 保持制 劑的穩定性。 5. 幾丁聚醣和細胞外基質、basal membrane 的 glycosaminoglycans 的 分 子 結 構 相 似 [70] ， 所 以 可 允 許 細 胞 外 黏 附 分 子 (laminin 、 fibronectin、collagen)和幾丁聚醣分子的交互作用。 6. 可被組織中的酶(lysozyme)分解代謝，幾丁聚糖在體內被巨噬細胞 分泌的溶菌酶逐漸降解後形成幾丁寡糖(chitooligosaccharide)， 幾丁寡糖是由 2-10 個氨基葡萄糖構成的寡糖，可被人體吸收[71]。Rao 與 Sharma 等[72]經 in vivo 測試中亦驗證幾丁聚糖不具毒性，而動物 體液會滲透進行水解並破壞其結構，進而加速代謝分解作用。 7. 幾丁聚醣對細菌、酵母菌以及真菌類都有部分或完全的抑菌效果， 經溶解於弱酸中所形成的薄膜亦有抗菌的特性。其抗菌機制有下列 2 ＋. 種:(a) 幾丁聚醣上的胺基在酸性條件下會帶正電(-NH3 )，而干擾 菌體細胞表面的負電荷，進而改變菌體細胞壁的通透性，使茵體內 物質(蛋白質、核苷酸及酵素)外流而造成菌體細胞的死亡，幾丁聚 ＋. 醣之去乙醯度越高，所帶-NH3 越多，抑菌效果越佳。(b) 短鏈的幾 丁聚醣(通常是 7 個單體或以上的寡醣)，進入菌體細胞後與 DNA 嵌 合而影響染色體結構，進而阻止 RNA 合成並降低菌體細胞活性，進 而達到抑菌效果。 8. 幾丁聚醣的陽離子性會與細胞膜表面產生離子性吸引力，具有促進 20.
(28) 凝血並促使受傷的組織細胞增生、分化(differentiation) 與傷口 的收縮癒合。Inui 等[73]人細胞培養時添加低分子量幾丁聚醣，發現 低分子量幾丁聚醣可刺激血小板促進生長因子引起細胞分裂效應， 使血管平滑肌細胞有絲分裂增生，而促進傷口癒合，而血管的新生 是神經修復過程中所需的。Malette[74]透過幾丁聚醣在人造血管、組 織培養及組織再生方面的實驗結果，提出幾丁聚醣溶液可抑制纖維 組織的形成，但可促進內皮細胞生長。 9. 幾丁聚醣良好的成膜、成纖性質，成膜後有ㄧ定的抗拉性、柔軟性 及吸濕性，結合靜電紡織，可得到較佳的牢固性和可控制的尺寸， 且有較高的可紡性和多孔性。 10. 幾 丁 聚 醣 藉 由 促 進 schwann cell 的 adhesion 、 migration 、 proliferation，可引導軸突再生。就組織工程神經化而言，不僅要 求支架材料與周邊神經和平共處，不影響正常神經的功能及受傷神 經的再生，更重要的是為許旺細胞提供附著、遷移、生長、增殖和 功能發揮的良好微環境。匡勇等[75]發現幾丁質和幾丁聚醣對體外培 養的 Schwann cell 具有良好的生物相容性，且幾丁聚醣對 Schwann cell 的相容性優於幾丁質。幾丁聚糖曾被用於製成神經導管來修復 神經缺損，並證實可橋接再生神經通過短距離的缺損。魏欣等[76]以 幾丁聚醣與膠原蛋白的複合膜所縫製成的神經導管，替截斷坐骨神 經的老鼠行神經導管接合術。在術後十二週時，發現此複合膜有明 顯的降解吸收。他又以單純斷端吻合組為對照，發現與 5 mm 間隙組 的神經再生成熟度相似，l0 mm 間隙組的神經再生成熟度則稍差。 Freier 等[77]及 Isamu Y[78]等團隊研究說明用幾丁聚糖製備的人工神 經移植物對細胞有很好的親和力，幾丁寡糖材料與再生神經的黏附 作用及神經生長良好[79]。而在 Wang 等[80]的研究中則製備了具有一定 力學性能以及多孔結構的幾丁聚糖神經導管支架。首先，他們將幾 丁聚糖纖維透過編織的方法製成多孔中空的管狀支架，作為神經導 管的外壁，接著採用一種新的成形技術在導管內部形成放射性分布 的微孔結構，此結構是由注射針頭平行排列作為模具浸泡於幾丁聚 糖溶液中，等待溶劑揮發後而得到的。實驗證明該支架具有合適的 21.
(29) 機械強度、孔隙率以及生物可降解性。體外細胞培養結果顯示神經 細胞傾向延著管道軸向生長，而且微孔壁也提供了細胞與外界之間 的營養交換。 目前幾丁聚醣製作神經導管方面所面臨的問題是脆性較高，當管壁 較薄時易碎裂塌陷;但若管壁太厚，則可能會對再生神經產生局部壓迫 作用，且延長管壁被吸收的時間。 2.5.2 人工合成材料(synthetic materials) 人工合成材料可再分為非生物可降解性合成材料與生物可降解性 人工合成聚合物兩大類。第一類主要有矽膠管(silicone)、丙烯酸聚合 物(acrylic copolymer)等人造聚合物、金屬等;第二類則包括聚乳酸 (poly-lactic acid, PLA)、聚基乙酸(poly-glycolic, PGA)等 Minipore。 矽膠(silicone) 矽膠無毒性，且有極佳的生物相容性。自 1943 以來，已有許多型 態的矽膠產品用於生物體中，最具代表性的當屬整型用材料。在醫學上 主要是二甲基矽膠，在生物體內不可分解的材料中，矽膠是製造神經管 中最被接受的材料之一。它的物理性質與化學性質非常穩定，在生物體 內幾乎不會出現嚴重的免疫發炎反應。在矽膠神經管在植入三年之後的 人體實驗中，並沒有產生嚴重的排斥作用。此外，它還具有以下的特性 [53]. :. 1. 矽膠具有不可通透性，能供應再生神經單純生長的環境。因此唯一 能影響神經再生的生化因子即是管內的細胞、液體和促進神經生長 的物質。 2. 矽膠具有不可被吸收性，因此矽膠管能提供神經再生連續時的支持 力而不被分解。 3. 矽膠管提供了良好的橋接性，使再生的神經纖維能朝神經遠斷端的 方向生長。 22.
(30) 自 1943 年起矽膠應用在經濟用途後，已有許多不同型態的矽膠產 品使用於生物體中。其優點包括[53]: 1. 低溫中可塑性，在低溫中保持良好的彈性及可曲折性。 2. 高溫中可耐受性，在高溫下依然保持良好的穩定性且不容易被氧化。 3. 不沾粘性，能提供一良好不黏著的表面。 4. 抗泡沫化及抗水性。 5. 生物相容性良好，在不同的生物體內做生物材料適應性的評估時， 矽膠之毒性並不明顯[81-84]。有實驗比較矽膠，Ploringlchoride 和尼 龍，結果發現矽膠沒有毒性 [85] 。又有實驗比較羊腸線、棉線、 polythene 和 Polyvinyl acetate 於動物組織中的反應，結果也顯示 矽膠其反應最小[86]。一般而言高聚合的矽膠是沒有毒性反應的，若 有毒性反應．通常是由於製造過程中對起爆劑(initiator)清除不完 整所造成[87]。 6. 穩定性良好，可抗氧化、陽光、氣候及許多化學藥品，同時也是良 好的電絕緣體。矽膠也比較不受強鹼、強酸或弱鹼、弱酸的影響。 但會受某些有機溶劑(如:乙醚、氯仿和甲苯)影響而膨脹變形。 7. 組織適應性良好，實驗證明矽膠做為人工植入物並沒有不良反應 [88-90]. 。對生物體而言，外來物的反應常會引起纖維結締組織的生成，. 甚至包住整個植入物，但不至於引起沾黏。臨床最常見的副作用是 用矽膠做為乳房填充物所造成的收縮性纖維化，嚴重時需要開刀將 其取出[91-92]。造成此現象的原因有多種的說法，可能和矽膠表面小 細粒的影響、矽膠從移植物中外溢有關[93-94]。此外，有些研究指出 矽膠管對於組織的相容性很好，也很適合使用於電場中[95-97]。 8. 物理穩定性良好，若在某生理環境中長期的植入生物材料，不一定 要求材料必須是無毒性或無發炎反應，更重要的是此植入材料不會 退化變質。有研究者把矽膠管植入狗身體中達 17 個月，發現並沒有 明顯的機械物理性質上的改變[98]。但也有一些報告認為生物材料會 因漸進的降解現象而造成嚴重的不良後果，特別是當矽膠做為心瓣 膜或小指關節的修補物時，常因矽膠吸收了脂肪而造成降解現象 [99-101]. 。 23.
(31) 9. 血液適應性良好，可做為心血管取代物。雖然比起其他物質，矽膠 對血液的適應性良好，可是極少情況下也是會引起血栓的形成，血 小板的凝集則是最先發生的現象，特別是當矽膠聚合物與一些組織 蛋白相吸附後，凝集便會發生[102-106]。 人造聚合物[18] 人造聚合物由丙烯酸聚合物(acrylic copolymer)製成的半滲透管 也已成功地被用來輔助神經的再生。這種具通透性的材料能使神經外的 生長因子進入管內。但是證據也顯示此種半滲透管(能允許分子量小於 50000 的分子進入)會因細胞外基質，如膠原蛋白液的充填而阻礙了神經 的再生[108]。 金屬製神經管[109-110,59] 金屬製的人工合成神經管(如:tantalum 和不銹鋼) 和純生物材料 相比，雖較少引起組織反應，但金屬的堅硬及不透明等特性易造成植入 的困難。 生物材料 多孔的神經管(如:Milipore)是由高生物相容性的聚酯纖維所製成 [111]. 。這種材料具有對細胞外液具有通透性，且可防止再生神經纖維分支. 形成的特色，但由於 Milipore 本身易碎裂且鈣化，在體內可能會被快 速降解而形成神經瘤[59]。近來可被分解的生物材料，如乳酸、聚酯聚合 物和乙二醇的聚合物所製成的神經管也已試用於動物實驗中[112-113]。研 究顯示，在軸突長進遠端後，這些可被分解的材料會被動物體再吸收， 意味著這些被分解的材料可能提供斷傷神經再生的理想環境。但這些材 料若在體內太早被分解，可能引發局部組織纖維化而阻礙了神經的恢復 [114]. 。 24.
(32) 理想的神經導管必須有良好的生物相容性、薄、有彈性、透明、可 抑制纖維細胞和結締組織在受傷神經周圍的增生，且能促進神經復原和 再生[59]，而矽膠管就具有這些特性。. 2.6 矽膠管內神經再生之細胞學變化[115-123] 以矽膠管進行神經導管接合術來修復大鼠截斷的坐骨神經，在管內 可見神經再生的典型細胞學變化如下: 液體堆積(fluid accumulation) 接合後 24 小時內，矽膠管內充滿了淡黃棕色液體，此液體含有血 清及其他細胞體液[115]。有研究顯示此液體，包括 fibronectin、laminin 等神經營養成長因子能促進體外培養的神經元生長[116]。Williams 等人 [117]. 發現在為期 4 星期的實驗中，管內液體在實驗期中均圍繞著再生的神. 經組織。 纖維橋的形成(fibrin bridge) 術後七天內，逐漸在管內形成易碎的纖維橋(含 fibroblast、 fibronctin、leukocyte、erythrocyte)沿著管的中軸移動，之後接合 兩斷端[118]。Williams 等人也指出，接合後一星期的再生神經是由 fibrin matrices 組成，其中包含了 mast cell 和紅血球等。這纖維橋提供了陸 續遷入的 fibroblast、Schwann 細胞及軸突一個良好的支持。接合後 14 天，經染色後的纖維橋，可見微小細絲狀的 fibronectin 及 laminin。 纖維橋通常中段較細而兩端較粗，其截面積在神經再生的初期(1 星期內) 也比其他時間大[123]。. 25.
(33) 纖維母細胞移行(fibroblast migration) 接合後 1 星期，纖維母細胞開始增生且從兩斷端進入纖維橋，這些 纖維母細胞外觀上呈現長梭形且缺少基底膜，內部有明顯擴張的粗內質 網[119,123]。一旦纖維母細胞進入纖維橋，這些細胞會在矽膠管內形成一 向心形狀的細胞層，層層包圍著兩斷端。之後這些細胞會由斷端進入纖 維橋的核心區。2 星期後，數層向心狀排列的纖維母細胞已圍繞著纖維 橋的核心區。 Schwann 細胞移行(Schwann cell migration) 用 Toluidine blue 染色時可看到 Schwann 細胞內有一個卵圓形、 白色的細胞核和中密度的細胞質[120]。Schwann 細胞的增生和遷徙在 神經接合後的 1 星期較明顯，這與再生神經中 Schwann 細胞的 Mitogenic factor 有關。Schwann 細胞自兩段瑞進入纖維橋，它的基底膜提供了再 生軸突吸附及生長的基質[118,123]。 血管芽形成(vascular sprout) 血管細胞在神經軸突生長的環境上，扮演舉足輕重的角色。接合後 的 2 星期自斷處長出血管芽，在再生細胞的邊緣和中央處可發現血管 [119]. 。Williams 等[117]觀察到接合後的 4 星期，整條再生神經(l0mm)均可. 看到血管的存在。Jenq 與 Coggeshall[119]也發現接合後的 8 星期，管內 再生細胞血管數與血管大小(平均血管數 48 個，最大直徑 70μm)有增加 的趨勢。Danielsen 等[120]則發現生長促進物質(如: rat amnion membrane matrix)會促進矽膠管內再生神經近端的血管數增加(和接合後 16 日的 對照組比較)。 再生單元(regeneration units)和 Schwann 細胞. 26.
(34) Williams 等[117]以矽膠管修補被截斷之大鼠坐骨神經(I0mm)，發現 接合後 2 星期，距近斷端 1-5 mm 處，Schwann 細胞聚集在一起且圍繞在 再生之無髓鞘軸突的周圍。這些軸突和 Schwann 細胞的聚集體也在類似 的神經導管接合術中出現，這些聚合體被稱為再生單元(regeneration units) [121]。 Williams 等[123]也發現許多細胞聚集在遠斷端 1-3 mm 處的管內，這 些來自遠斷端的聚合物稱為 Schwann 細胞柱(Schwann cell colume)。 以 Toluidine blue 染色時，可見蒼白且圓潤的 Schwann 細胞核，而這 些 Schwann 細胞柱通常有數個細胞厚，它們的特徵是有基底膜、細胞質 內也有許多的細長絲狀纖維。當來自近端的再生軸突和遠端的 Schwann 細胞柱接觸後，Schwann 細胞柱會導引再生軸突往遠斷端生長。Williams 等[117]發現再生第 4 星期後，位於再生神經遠斷端附近的 Schwann 細胞柱 會被再生單元所取代，代表著來自近端的再生軸突成功地進入神經的遠 斷瑞。 髓鞘化(myelination) 周邊神經的髓鞘是由 Schwann 細胞所構成。最早期的髓鞘化約在接 合後的 3 星期發生，此時在再生神經的近端可見軸突(約 0.1μm 厚)和 薄且緊密的髓鞘[118]。Le Beau 等[115]的實驗中發現，隨著神經接合後時 間的增長，髓鞘的厚度變得愈厚(術後 42 天，髓鞘厚度 0．37μm；術後 435 天，髓鞘厚度 0.57μm)。但經由再生過程產生的髓鞘仍比正常神經 的髓鞘薄。儘管如此，經電生理的測試，矽膠管再生神經的不反應期和 持續興奮期和正常的神經比較起來皆同樣良好[118-122]。. 2.7 神經管模型神經再生長度之標準化評估 不同生物體有不同神經再生長度的能力，一直以來大部分研究都只 有針對不同生物體作一個不同長度神經斷傷後觀察，所以無法試著去分 27.
(35) 析其理論，結果也無法統一。麻省理工學院 Yannas[124] 所撰寫的 PNS regeneration 回顧性文章中，他將近 20 年來的周邊神經管研究初步標 準化，並從研究結果衍生出周邊神經管神經再生理論。 在周邊神經管研究初步標準化中，主要是藉由 critical axon elongation (Lc)來將資料簡化標準化。critical axon elongation 定 義:神經再接合率為 50% 的神經間隙長度，這是一種可以表現神經再生 能力標準化的度量方式。從文獻回顧中可知，神經管接合術從 1880 年 開始發展，已有超過 180 種刊物曾經刊登這類的研究。在過去 20 年的 神經管實驗中都是任意選取特定神經間隙長度，所以對於動物的選取， 神經的選取以及神經再生品質的評估也沒有標準化，因而導致資料不能 夠直接去比較。神經接合百分比 (Percent of nerves)，簡稱 %N，代 表在特定的神經間隙長度其神經再接合率。過去的研究常用這樣的分 析，不過也只是得到一個特定的數值，並沒有將資料簡化來達到不同間 隙長度和不同種類的動物可以互相比較的目的。所以我們利用 critical axon elongation 比較神經再生能力，進一步去比較其再生能力的影響 因子。 我們選用矽膠管當模型作為評估的材質標準，把在不同的生物體神 經再生能力標準化以 L/Lc 表示(L 表示 gap length)，在不同個體試著 以標準化客觀的評估。其中 Lc 可以在不彎曲的點被測到。在臨界神經 間隙長度(Lc)只要增加一點神經間隙長度，％N 會下降的很快[97]。若以 gap length 為橫軸， %N 為縱軸，可畫出 S-shaped curve(圖 2.5)。它 們都呈現一個有特色的曲線，為 S-shaped。這裡可看出比較直而下降很 快的線上面就是所觀察到神經再生接合率為 50%的神經間隙(Critical Axon Elongation)，大鼠為 9.7± 1.8 mm[97,125-135] ，小鼠為 5.0± 1.0 mm[136-139]。 總結的來說，所有神經管都在 gap length 約等於 Lc 時會快速減少其 N%，使得我們可以藉由小段的 gap length 觀察出 0 to 100 的 N%，因為 矽膠管的 Lc 為 10 mm，所以就定義它的 ΔL 為 0。. 28.
(36) 圖 2.5 神經間隙標準化圖。上圖說明矽膠管接合 Rat 和 Mouse 不同坐 骨神經間隙與神經再生接合率之關係。圓點代表大鼠的神經再生成功 率，三角點則為小鼠的神經再生成功率。下圖為上圖標準化的結果[124]。. 由於以前都是拿任意神經間隙來研究，所以只有單一筆資料與單一 的神經接合百分比(％N)。我們假設所有的神經管曲線都是 S 型，且其 29.
(37) 他神經管與矽膠管的差異只在其於間隙長度軸(gap length axis)的平 行移動。這樣的假設是源自於把所有的神經管神經再生過程看成是相似 的。如此一來，我們可以運用有限的資料來畫出各神經管的 S 型圖。我 們以矽膠管所呈現的曲線為標準，來與其它神經管作比較。依其它神經 管比矽膠管多出的 Lc 來判定它增加的神經再生能力。某神經管的 Lc 與 矽膠管 Lc 的差異可以用長度位移(the length shift)，△L 來度量。△ L 是評估各神經管神經再生能力的度量法，如:膠原蛋白管(collagen chamber)神經再生能力高於矽膠管(silicone chamber)。 矽膠管的 Lc 為 l0 mm，我們定義它的△L 為 0。△L = +2 to +4 mm (rat) 為明顯或高度再生能力，而△L = > +4 mm (rat) 為非常明顯或 非常高度再生能力[140]。這樣一來就可以幫助我們比較不同物種間神經再 生的能力，進一步可以知道影響神經再生能力的因素。 當我們比較不同種類動物的神經再生能力，就應該要將特定的神經 間隙(L)與其臨界軸突延長長度(Lc)相除，來將神經間隙標準化。比如 說，我們將大鼠和小鼠之個別特定的神經間隙(L)與其 Lc 相除標準化為 橫軸，神經間隙(L)所對應的神經接合百分比(%N)為縱軸(圖 2.6)。發現 其所對應的點都在此 S 型曲線附近，這樣的發現可以讓我們應用在其他 種類的動物身上，藉此可比較不同動物大小之神經再生結果，如:將大 鼠 20 mm 神經間隙和猴子 5 mm 神經間隙拿來比較。 2.7.1 神經導管影響神經再生的四種假說 神經導管再生室模型(nerve chamber model)為目前研究周邊神經 再生的主要動物模式，臨床上也已應用於一些受傷後肢癱的病患。目前 有四種假說來闡述為何神經導管可促進神經再生，包括神經趨化理論 (neurotrophic theory)、接觸導引理論(contact guidance theory)、 壓 力 袖 理 論 (pressure cuff theory) 及 基 底 膜 微 管 理 論 (basement microtubetheory)。其中前二者只可說明過去部分的研究結果，而後二 者理論的結合則可說明更多的研究結果[124]。. 30.
(38) 神經趨化理論(neurotrophic theory) 遠端神經組織會對近端神經產生特異性刺激作用而誘導近端神經 組織生長，此趨化作用受距離影響並存在一擴散梯度[141,142]。但這個理 論無法解釋在臨界神經間隙長度(Lc)只要增加一點神經間隙長度，％N 會降很快的現象。因為神經趨化因子濃度並沒有因為間隙增加而迅速遞 減其濃度。此外，用有方向性的溶質和細胞通透管，其神經再生率高於 蛋白質通透管的現象也不能用此理論解釋。 接觸導引理論(contact guidance theory) 神經再生過程中若接觸合適的固體介質，將有助於軸突攀附及增 生 。 不 溶 性 溶 質 ， 像 是 以 膠 原 蛋 白 - 糖 胺 多 醣 (collagenglycosaminoglycan)填充神經管的縱向孔通道，以及按照磁性呈直線的 纖維蛋白膠(magnetically aligned fibrin gels)有較高的神經再生 率，就是支持此理論的。 基底膜微管理論(basement microtube theory) 此理論說明周邊神經在神經導管再生室模型中再生的機轉。周邊神 經斷傷接合後，細胞滲出液很快地充滿於管中，漸漸的形成纖維橋 (fibrin cable)，接著 Schwann cell 沿著纖維橋移行而入，形成直徑 約 10-20μm 的圓柱狀基底膜微管，軸突便沿著這個纖維橋的軸進入並 髓鞘化[124]。此理論與接觸導引理論相似，均認為在軸突生長時有一個方 向性的介質參與，而微管理論進一步說明了 Schwann cell 沿著一個線 形的路徑前行後，彼此聚集形成細胞柱並引導軸突的遷入、移行、髓鞘 化。 壓力袖理論(pressure cuff theory). 31.
(39) 此理論源自於學者觀察到由矽膠管導引再生的神經幹周圍有一層 收縮細胞外膜(Contractile cell capsule)產生[143-144]，推論在神經斷 傷後癒合的自然過程會產生纖維母細胞，這種細胞具有向內收縮的特 性，收縮後所產生的外來環狀機械力量會環繞在再生神經幹周圍，限制 再生神經的直徑，並導致斷傷間距過長的神經軸突無法成功抵達遠斷端 而產生神經瘤。此理論可以說明何以神經斷傷後，神經兩斷端的間距越 大神經再生就越困難，以及為何神經兩斷端的間距越大，再生神經幹的 直徑會越細。此理論可以說明許多研究者的觀察結果，再加上基底膜微 管理論的補充，幾乎可以解釋大部分目前引用神經導管再生室模型所得 到的研究成果[124]。 整合上述，在神經導管再生室中，主要有正反兩股力量影響神經再 生，正面的力量是由神經趨化理論、接觸導引理論、基底膜微管理論構 成，反面的力量即是由壓力袖理論構成。如何調整影響因子以加強正面 助力，減低反面阻力是我們設計神經導管時考量的重點。總和的來說周 邊神經再生幾乎就是由以下兩個主要過程所調控的: Myofibroblast capsule 會降低神經再生率，而 Schwann cells 柱會增加神經再生率， 這兩個平行過程對於神經再生扮演主要的角色。. 2.8 靜電紡絲(electrospinning) 靜電紡絲是近年來奈米科技中熱門的技術之一，也是歐美等國家重 點開發的奈米科技。在眾多的技術中，它最大的特質是可以快速且直接 地將材料編織成奈米直徑大小的纖維。 靜電紡絲技術(圖 2.6)是一種物理性質的加工方式，最早出現於 1934 年，Formhals[145]在一篇專利報告中首先介紹了利用靜電斥力獲得 聚合物纖絲的方法。原理是利用外加電場使欲成絲的有機或無機溶液經 過噴射孔時帶靜電，電力強度逐漸增加時，液滴由球狀尖端逐漸形成錐 狀(Talor Cone)。當電場排斥力大於溶液的表面張力時，在紡絲噴頭毛 細管尖端形成噴射流，噴射流沿著不穩定的噴射軌跡彎曲運動，當溶劑 32.
(40) 消散或溫度下降後，射流固化漸形成微米至奈米細纖維網，最後吸附在 接地的收集裝置上，形成不織布型態的薄膜。20 世紀 80 年代，Reneker 等人[6]進行大量的實驗和理論探索，近年來隨著奈米科技的不斷發展， 電紡逐漸成為一種重要的奈米加工技術。. 圖 2.6 靜電紡絲設備裝置圖. 和傳統紡織技術相比，靜電紡絲技術有以下優點: [146] 1. 織出的纖維直徑可達奈米級(nanometer)，具有超高密度孔隙、小且 均勻的孔洞，相對的也有超高纖維表面積。 2. 纖維結構及直徑大小可由溶液黏度、電場強度等變因調控。 3. 成形後的不織布薄膜適合當做藥物載體，可加入抗生素或生長因子 等功能性載子，加強薄膜的功能性。 4. 經由靜電紡絲過程後高分子會呈現高度順向性排列[147]，有助於提升 薄膜機械強度，所以纖維織膜強度較一般薄膜高。 5. 靜電紡絲的設備不複雜，容易購裝，且花費低。 運用此紡織技術所織出的纖維可以應用在紡織工程的支架上。組織 工程學是近幾年形成的新科學，使缺損的組織和器官得以重塑和再建， 其過程是在組織缺損的部位填充上身體可吸收的材料，在材料逐漸被吸 收的同時，細胞生長，新組織形成，進而修復組織缺損。電紡奈米纖維 33.
(41) 為組織工程支架材料的製備提供了一個全新的研究方向，利用此方式做 成 的 支 架 在 一 定 程 度 上 已 能 夠 模 仿 天 然 細 胞 外 基 質 (natural extracellular matrix)的結構。經過分析，人體內的天然細胞外基質 主要由醣蛋白及纖維蛋白組成，纖維直徑依據各組織的不同，約在 50-150 nm 之間[152]，而奈米纖維的孔徑大小是細胞生長受限與否的一個 重要因素，現今支架在立體空間的分布、孔隙率仍是一個需要進一步研 究的課題。 理想的組織工程立體支架須具備以下條件[148,149]: 1. 良好的生物相容性，在體外或植入體內時，無論其本身或其降解產 物都應對生物體無毒性，不會導致炎症反應和引起移植排斥現象。 2. 細胞具有延著纖維孔攀附生長的趨勢，有立體連通、微孔結構，孔 隙率高，以便為細胞和組織的生長提供足夠的空間和營養代謝環境 (維持創面的血循、水份和氧氣的交換)。 3. 有良好的生物降解性能，材料的降解速率與細胞組織形成的速率相 匹配，當材料完成組織再生模板的功能後，可以完全被降解吸收。 4. 有良好的材料充當細胞介面，以利於細胞黏附、生長和繁殖。 5. 良好的可塑性和適當的力學性能，材料易於加工成形和承受ㄧ定的 壓力，並在一定的時間內保持其外形和結構的完整性。 靜電紡加工成組織工程材料可大致分為天然聚合物材料及合成聚 合物材料。天然材料包括幾丁質及其衍生物、膠原蛋白、明膠、蠶絲、 纖維蛋白等；合成聚合物主要是一些可降解材料，如聚乳酸、聚乙醇酸、 聚己內酯等。 近年來，靜電紡製備的聚合物奈米纖維已廣泛應用在皮膚、血管、 軟骨、骨、神經等組織工程研究領域: 1. 傷口敷料和皮膚組織工程支架:靜電紡纖維膜具有超細纖維，有較高 比表面積和孔隙率，有利於維持創面適量的血循、水份和氧氣交換。 有實驗將幾丁質的靜電紡奈米纖維支架移植到鼠皮下組織，28 天後 完全降解，且奈米纖維表面及周圍組織除了傷口早期都沒有癌症反 應。種植在幾丁貭上的人體角化細胞及成纖維細胞，靜電紡奈米纖 維比微米級纖維的細胞黏附和遷移能力更好。這無疑有助於傷口癒 34.
(42) 合和組織再生[150]。 2. 血管組織工程支架: Boland 等人將膠原蛋白和纖維蛋白混合靜電紡 做為小血管再生支架，體外培養出血管組織[151]。 3. 骨組織工程支架: Bhattarai 等人製備幾丁聚醣/聚氧化乙烯複合支 架，雖然聚氧化乙烯溶於水，但幾丁聚醣/聚氧化乙烯比例為 9/1 時， 浸入水後仍能保持結構的完整性。細胞實驗發現，奈米結構的纖維 可以促進成骨細胞和軟骨細胞的黏附，維持細胞型態[152]。 4. 軟骨組織工程支架: Li 等人將胎牛軟骨細胞、骨髓基貭幹細胞移植 到電紡聚己內酯奈米纖維支架上，體外培養的幹細胞分化為軟骨細 胞，且維持細胞型態，促進細胞增殖[153]。 5. 神經工程支架: Yang 等人將神經幹細胞複合到靜電紡聚乳酸奈米纖 維支架上，體外細胞培養實驗發現靜電紡奈米纖維不僅支持細胞的 分化和神經軸突的生長，還促進細胞黏附。他也將定向排列的纖維 支架用於神經組織工程研究，在鼠神經幹細胞與支架的聯合培養實 驗中，發現細胞的生長和神經軸突的生長與支架中纖維的排列方向 密切相關，細胞在奈米級纖維上的分化率明顯高於微米級纖維[154]。 因此，我們利用電紡的優點，試圖應用在神經再生中，以增加神經 再生成功的比例，並使再生的神經更成熟。. 2.9 神經損傷的中醫觀點 2.9.1 神經系統在中醫學中的定位 神經系統是近代醫學中的名詞，中醫的基礎理論中並沒有神經系統 此一名詞，但相關神經系統的宏觀知識及廣泛研究早有所論述，只是名 詞各有不同。從《黃帝內經》[155,156]中就可以得知早在先秦兩漢時代早 已有解剖的概念，如《靈樞‧經水》:「若夫八尺之士，皮肉在此，外 可度量切循而得之，其死可解剖而視之，其藏之堅脆，府之大小，穀之 多少，脈之長短，血之清濁，氣之多少，十二經之多血少氣，與其少血 35.
(43) 多氣，與其皆少血氣，皆有大數。」 《素問‧陰陽應象大論》:「帝曰: 余聞上古聖人，論理人形，列別藏府，端絡經脈，會通六合，各從其經。 氣穴所發，各有處名。谿谷屬骨，接有所起。分部逆從，各有條理。四 時陰陽，盡有經紀。內外之應，皆有表里。」 《靈樞‧經水》：「黃帝 曰：夫經脈之大小，血之多少，膚之厚薄，肉之堅脆，及膕之大小，可 為量度乎？歧伯答曰：其可為量度者，取其中度也，不甚脫肉而血氣不 衰也，若夫度之人痟瘦而形肉脫者，惡可以量度刺乎」。所以針對解剖 的概念在內經已多所描述，而其中與神經系統型態、功能的論述，可從 下列討論中得到初步的結果。 腦髓 顱腔內與椎管中的中樞神經系統，在《靈樞‧海論篇》《靈樞‧經 脈篇》中稱為腦髓。內經中認為人體有四大海，「人有髓海，有血海， 有氣海，有水谷之海」 。其中「腦為髓之海」 「諸髓者，皆屬於腦」 。 腦髓在中醫中佔有極重要的地位， 《靈樞》:「五谷之精液，和合而 為膏者，內滲於骨空，補益腦髓」，可見得中醫當時把顱腔、椎管中的 腦脊髓與長骨骨腔中的骨髓，合稱為髓。《靈樞》也提到「人始生，先 成精，精成而腦髓生。」可見腦與髓都來源於先天之精。《素問》中有 腎藏精的論述，認為「腎生骨髓」。腎之所以能生骨髓，有賴於腎氣旺 盛，精液充滿，而精之來源又靠後天的水谷所化。 就功能而言， 《素問》 「髓者，骨之充也」 、 「頭者，精明之府」 ； 《靈 樞》也說「髓海有餘，則輕勁多力，自過其度；髓海不足，則腦轉耳鳴， 脛痠眩冒，目無所見，懈怠安臥」 。此外《素問》 「骨枯而髓減，發為骨 痿」說明如果髓海充足，能夠促進骨骼強壯；髓海不足，則不利於骨骼 的生成。 腦與諸經脈的關係見於《靈樞》「十二經脈，三百六十五絡，其血 氣皆上于面而走空竅」，中醫認為諸脈皆通於腦，當時的醫學並沒有將 血管及神經分開了解，因此「諸脈皆通於腦」涵蓋著中樞神經系統與周 圍神經系統的思想。《針灸大成》[157]進一步明確指出「首者諸陽之會， 36.
(44) 百脈之宗，……百脈之皆歸於頭」，可看出中樞與周圍神經系統相互關 係之思路。 藏府 中醫認為臟腑是維持生命活動的主要器官，並依功能有五臟六腑之 分，因此中醫把人的精神活動、某些神經系統的功能直接包含在臟腑 中。《素問》「人有五臟化五氣，以生喜、怒、思、憂、恐」。中醫認為 「心為君主之官」 、 「心主神明」 、 「心者，五臟六腑之大主也，精神之所 舍也」內含著大腦的思維及意識功能。「肝者，將軍之官，謀慮出焉」， 此亦涵蓋大腦中思維反應。「肝主疏泄」，肝的情志反應為「怒」，即肝 氣的疏泄正常與否和人之精神狀況有關;「膽者，中正之官，決斷出焉」 ， 顯示出大腦的思維及意識;「腎為作強之官，技巧出焉」技巧是指意識 思維精巧的意思，亦與大腦思維相關。此外「心藏神，肺藏魄，肝藏魂， 肺藏意，腎藏志」及「心在志為喜，肺在志為憂，肝在志為怒，脾在志 為思，腎在志為恐」，均說明臟腑學說涵蓋神經之部分功能。 經絡 經絡的實質是什麼，至今仍無定論，但是從功能與相對解剖位置顯 示，經絡與神經有密切關係，或者說經絡的概念中包含了神經系統。 《素 問‧本藏》 「經脈者，所以行血氣而榮陰陽，濡筋骨，利關節者也」 、 「夫 邪客大絡者，左注右，右注左，上下左右與經相干，而布於四末，其氣 無常處，不入於經俞」、《靈樞‧海論》「夫十二經脈者，內屬於臟腑， 外絡於肢節」說明經絡的概念涵蓋了周圍神經的分布與功能。另外， 《素 問》「諸脈皆通于腦」的概念在一定的程度上亦反映了周圍神經與中樞 神經的聯繫關係。近代學者對經脈與周圍神經的關聯性作了更詳細的描 述。1982 年劉長林[158]認為經脈深在體內，出入於臟腑筋骨肌肉之間， 遍布於全身上下，頭面四肢。1994 年陳太羲[159]教授上下肢十二經脈特 定的分布方位，將皮下的血管及神經束繪製成「穴樹」圖，亦提及經絡 37.
數據
![圖 2.5 神經間隙標準化圖。上圖說明矽膠管接合 Rat 和 Mouse 不同坐 骨神經間隙與神經再生接合率之關係。圓點代表大鼠的神經再生成功 率，三角點則為小鼠的神經再生成功率。下圖為上圖標準化的結果 [124] 。](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/9libinfo/8978039.281019/36.892.146.642.116.878/管接合接合關係圓點代表大鼠神經再生成功三角點則圖為上圖標準.webp)
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