根据国家脊髓损伤统计中心的数据，每年诊断出17,730例新的脊髓损伤，估计美国有291,000人患有脊髓损伤
中枢神经系统的损伤，包括脊髓损伤，通常会导致长期的神经系统功能障碍，因为这些神经元的再生能力有限。该研究的资深作者、董事会材料科学与工程、化学、医学和生物医学工程教授Samuel Stupp博士表示，目前的研究调查了增强再生过程的新方法。
“中枢神经系统再生的有效疗法目前基本上是不可用的，”斯塔普说，他也是辛普森奎雷生物纳米技术研究所(SQI)及其附属研究中心再生纳米医学中心的创始主任。“有一些关于使用干细胞和小分子药物的想法，但我们的方法非常不同。
“我们已经开发出纳米级纤维，由成千上万个分子组成，具有向神经元和其他细胞发送信号的能力，并且由自然产生的构建块构建而成，可以完全安全使用。通过设计，水溶性纳米纤维在需要再生的组织部位注射后立即凝胶成支架状结构。几周后，支架开始再生过程，然后分解成细胞的营养物质。”
先前的研究表明，某些蛋白质可以被引入脊髓损伤部位以促进愈合，但这些蛋白质的半衰期短，使它们无法提供持久的效果。
在这项研究中，研究人员试图开发一种新型的纳米纤维，这种纳米纤维模仿蛋白质netrin-1的生物活性，并能在很长一段时间内持续向神经元传递信号。众所周知，Netrin-1能够促进新的神经连接和生长，并可能在引导轴突(传递电信号的神经元的长延伸)到达目标方面发挥重要作用，从而使脊髓损伤后能够行走。
首先，研究人员设计了一种肽两亲体，这种分子类型在斯塔普实验室用于制造生物活性纳米纤维，它具有一个网状1模拟的圆形肽，与特定的细胞受体相互作用。根据这项研究，与蛋白质相比，netrin-1模拟肽非常小，并且含有激活目标细胞受体以获得所需生物活性的关键氨基酸序列。
当研究人员在体外将纳米纤维暴露于小鼠皮层神经元时，他们观察到电活动增强，神经突生长增多——这是神经再生的关键指标。根据这项研究，蛋白质分析证实，纳米纤维激活了神经网络-1受体，并在较长时间内成功地模仿了这种蛋白质。
斯图普实验室生物医学工程博士候选人、该论文的第一作者卡拉·史密斯说:“我们发现，网状蛋白1模拟肽两亲纳米纤维能够像网状蛋白1一样具有生物活性。”“它不仅能够促进神经突的生长，而且还能够影响神经元的成熟，并指导新突触或神经元之间的交流点的发育。”
Stupp实验室已经完成了一项初步研究，评估了纳米结构在活体动物身上的愈合能力，并取得了一些有希望的初步结果，Stupp说。
斯特普说:“这种纳米纤维为中枢神经系统的再生提供了一种非常有效的治疗方法，它使用起来完全安全，具有生物活性，非常有效。”“一旦完成任务，它们也可以安全地生物降解。这种平台目前还不存在。”
