严重脊髓损伤的人们已经在使用最先进的3D技术成功治疗相同病症的大鼠的科学家们提供了新的希望。

加州大学圣地亚哥分校医学院和医学工程研究所的研究人员首次使用快速3D打印技术制作脊髓，然后成功将植入神经干细胞的支架植入严重脊柱部位。大鼠脊髓损伤。

青岛3d打印公司用于修复大鼠脊髓损伤的3D打印双毫米种植体。H形核心周围的点是中空的门户，植入的神经干细胞可以通过这些门体将轴突延伸到宿主组织中。照片由Jacob Koffler和Wei Zhu为UC San Diego拍摄

植入物旨在促进脊髓损伤的神经生长，恢复连接和丧失功能。在大鼠中，支架支持组织再生，干细胞存活和神经干细胞轴突从支架外扩散到宿主脊髓中。

“近年来和论文中，我们逐渐接近脊髓损伤中受损轴突的丰富，长距离再生的目标，这是任何真正恢复身体功能的基础，”共同资深作者Mark Tuszynski说。 ，医学博士，博士，神经科学教授，加州大学圣地亚哥分校医学院转化神经科学研究所所长。轴突是神经细胞上的长而线状的延伸，伸出来连接到其他细胞。

“这项新工作使我们更接近现实，”Tuszynski实验室的助理项目科学家Kobi Koffler博士补充说，“因为3D脚手架概括了脊髓中纤细，捆绑的轴突阵列。它有助于组织再生轴突，以复制受损前脊髓的解剖结构。“

共同资深作者Shaochen Chen博士使用快速3D打印技术创建了一个模仿中枢神经系统结构的支架。

“就像一座桥，它将再生轴突从脊髓损伤的一端与另一端对齐。轴突本身可以在任何方向上扩散和再生，但是支架使轴突保持整齐，引导它们朝正确的方向生长以完成脊髓连接，“陈说。

植入物包含数十个微小的，200微米宽的通道（人类头发宽度的两倍），它们引导神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤的长度生长。Chen团队使用的印刷技术在1.6秒内生产出2毫米大小的种植体。传统的喷嘴打印机需要几个小时才能生成更简单的结构。

该过程可扩展至人脊髓大小。作为概念的证据，研究人员印刷了4厘米大小的植入物，这些植入物是根据实际人体脊髓损伤的MRI扫描建模的。这些是在10分钟内打印出来的。

“这显示了我们3D打印技术的灵活性，”联合第一作者Wei Zhu博士说，他是陈氏集团的纳米工程博士后研究员。“无论大小和形状如何，我们都可以快速打印出与脊髓损伤部位相匹配的植入物。”

研究人员将装有神经干细胞的2毫米3D打印植入物移植到大鼠严重脊髓损伤部位。几个月后，新的脊髓组织在损伤后完全再生，并连接宿主脊髓的切断末端。经处理的大鼠后腿恢复显着的功能性运动改善。

Koffler博士说：“这标志着进行临床试验以修复人体脊髓损伤的另一个关键步骤。支架提供稳定的物理结构，支持神经干细胞的一致植入和存活。它似乎可以保护嫁接干细胞免受脊髓损伤的毒性，炎症环境的影响，并有助于轴突完全通过病变部位。“

另外，经处理的大鼠的循环系统已经穿透植入物内部以形成功能性的血管网络，这有助于神经干细胞存活。

“血管化是工程组织植入物长期存在于体内的主要障碍之一，”朱说。“3D打印的组织需要脉管系统才能获得足够的营养并排出废物。我们之前的团队已经完成了3D打印血管网络的工作，但我们没有将其纳入这项工作。由于我们的3D支架具有出色的生物相容性，生物学对我们来说自然而然就是照顾它。“

现在，科学家们正在扩大技术并在更大的动物模型上进行测试，为潜在的人体测试做准备。接下来的步骤还包括在脊髓支架内掺入蛋白质，进一步刺激干细胞存活和轴突生长。