周圍神經損傷是臨床常見問題，實現損傷神經的高效修復并在修復早期進行實時監測以適時干預，對于達到最佳治療效果至關重要。盡管傳統的植入式電刺激神經修復器件能夠促進神經修復，但其不可降解的設計以及在體修復效果實時表征能力的缺失，嚴重制約了其臨床應用前景。2025年2月18日，北京航空航天大學生物與醫學工程學院、生物力學與力學生物學教育部重點實驗室、北京生物醫學工程高精尖創新中心樊瑜波教授團隊，在《自然通訊》（Nature Communications）雜志上在線發表了題為“一種用于神經病理性損傷修復和監測的生物可降解外周神經接口”（A biodegradable and restorative peripheral neural interface for the interrogation of neuropathic injuries）的研究論文，首次實現了對神經修復效果的實時動態監測，還可用于對神經瘤的早期診療。樊瑜波教授、王麗珍教授、清華大學尹斕副教授、張沕琳副教授和中國人民解放軍總醫院王玉副研究員為該文的共同通訊作者，王柳助理教授、骨研所張鐵元博士、清華大學雷佳鑫博士和鎂伽機器人公司汪世溶博士為共同第一作者，北京航空航天大學為第一完成單位。

用于神經監測和修復的可降解外周神經接口

該研究開發了一種集成信號監測功能的可降解電刺激神經接口。實驗結果表明，該接口不僅能通過電刺激顯著促進大鼠坐骨神經缺損的修復，還可通過無線實時采集神經信號，在體評估神經再生長度，為神經修復過程提供實時監測手段。

神經接口電刺激神經修復及對神經再生長度的實時監測效果圖

本研究結合機器學習算法，對實驗動物在跑步機運動狀態下采集的電生理信號進行多維度分析，成功構建了電信號特征與步態參數間的定量關聯模型。這為神經功能修復的客觀評估提供了可靠的量化指標，其科學依據在于神經損傷與再生過程會顯著影響運動神經元的放電模式，進而導致步態運動學特征（如關節角度）和時空參數（包括步幅、支撐相和擺動相時長等）的系統性改變，這些參數的變化與神經功能恢復程度呈現顯著的相關性。

神經接口結合機器學習算法對步態功能恢復評估效果圖

該神經接口還可在早期識別出異常再生神經瘤的形成（準確率94%，較傳統超聲診斷方法提前一周），從而實現及時干預并顯著改善治療效果，這對優化臨床療效具有關鍵意義。

神經接口對神經瘤的早期識別效果圖

值得一提的是，該神經接口全部由可降解材料構建，有效避免了二次手術取出的問題，顯著降低了感染風險和繼發性組織損傷的可能性。在器件降解過程中，心臟、肝臟、脾臟、肺和腎臟等重要器官均未觀察到明顯的不良反應，充分證實了該可生物降解神經接口的良好生物相容性。

神經接口的降解過程和生物相容性評價圖

綜上所述，本研究開發了一種兼具神經修復與實時監測雙重功能的可降解神經接口，其不僅能夠有效促進神經再生，還可在神經修復階段實現軸突生長長度和步態參數追蹤，并能早期識別出異常再生神經瘤的形成，為臨床及時干預和優化治療效果提供了重要技術支撐。

研究得到了國家自然科學基金（11827803、32101088）、北京市自然科學基金（Z240017、L244088）、北京市科技新星計劃和基礎科研等的經費支持。