再生性周围神经接口手术推动假肢康复的未来:关键问题与发展机遇

《Expert Review of Medical Devices》:Advancing the future of prosthetic rehabilitation with Regenerative Peripheral Nerve Interface surgery: Questions and opportunities

【字体: 时间:2026年01月22日 来源:Expert Review of Medical Devices 2.7

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  这篇综述系统阐述了再生性周围神经接口(RPNI)手术如何通过生物界面策略解决截肢后假体控制、神经病理性疼痛和感觉反馈三大核心挑战。文章聚焦RPNI手术的未解问题(如最佳接口数量、移植物类型选择)及创新应用(如复合RPNI、闭环感觉反馈系统),强调其通过定向神经再生实现高信噪比(SNR)肌电信号采集与疼痛调控的双重价值,为下一代神经假体康复提供关键生物学基础。

  
再生性周围神经接口手术的核心机制与临床挑战
RPNI手术通过将离断的周围神经植入去神经的自体组织移植物(如骨骼肌或真皮),为再生轴突提供生理性靶点,形成功能性神经肌肉接头(NMJ)和感觉末梢结构。这一过程不仅将微伏级神经信号放大为毫伏级肌电信号,显著提升假体控制信噪比(SNR),还通过减少轴突异常增生有效抑制神经瘤形成和幻肢痛。
RPNI手术未解问题剖析
RPNI数量的优化策略
代谢平衡与功能特异性是决定RPNI数量的关键。对大直径混合神经(如坐骨神经),单一肌肉移植物易因中心性缺血导致再神经化失败,而分束构建多个RPNI可降低代谢负荷,提升神经肌肉接头密度与信号稳定性。动物实验显示,多RPNI布局可支持27个自由度的假体协同控制,但需精准匹配神经直径与移植物体积。此外,临床发现“脱抑制现象”——未处理的小神经在主要痛源消除后产生新发疼痛,提示需全面覆盖截肢断面所有神经。
功能导向的RPNI变体设计
肌肉特异性RPNI:骨骼肌移植物优先吸引运动轴突,形成高SNR信号源,同时通过再神经化肌肉内固有感觉末梢(如高尔基腱器官、肌梭)缓解疼痛。
真皮特异性RPNI(DS-RPNI):针对感觉主导神经(如指神经),去上皮真皮移植物富含触觉小体等皮肤特异性结构,临床前研究证实其可恢复对触觉、温度及伤害性刺激的行为反应。
复合RPNI(C-RPNI):将肌肉与真皮移植物结合,引导混合神经中的运动与感觉轴突分别再神经化对应靶点,实现运动信号采集与触觉反馈的双向闭环,为多自由度假体提供理想生物接口。
未来应用与技术创新
外骨骼集成:肌肉套筒RPNI(MC-RPNI)通过环绕完整神经的肌肉移植物捕获轴突发芽信号,为瘫痪患者提供高SNR控制源,突破表面肌电(sEMG)信号衰减限制。
闭环感觉系统:C-RPNI与智能传感器结合,可传输负载、纹理等环境信息,通过再神经化的机械感受器(如环层小体、梅斯纳小体)还原真实触觉,降低认知负荷并增强肢体归属感。
临床转化与跨领域拓展
相比靶向肌肉再神经支配(TMR),RPNI手术可处理更多神经分支,已应用于乳腺切除术后神经痛、腹壁整形神经病变等非截肢场景。实现广泛临床落地需解决手术标准化、无线植入式电极研发及医保覆盖等系统性问题。专家预测,至2030年RPNI将推动双向闭环假体进入常规康复体系,重塑截肢护理范式。
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