3D打印支架恢復(fù)受傷大鼠運(yùn)動(dòng)功能

劉海英

美國(guó)加州大學(xué)圣迭戈分校醫(yī)學(xué)院和醫(yī)學(xué)工程研究所的研究人員1月14日在《自然·醫(yī)學(xué)》雜志上發(fā)表論文稱，他們首次利用快速3D打印技術(shù)，制造出模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的脊髓支架，在裝載神經(jīng)干細(xì)胞后被植入脊髓嚴(yán)重受損的大鼠脊柱內(nèi)，成功幫助大鼠恢復(fù)了運(yùn)動(dòng)功能。

這一支架模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，呈圓形，厚度僅有兩毫米，支架中間為H型結(jié)構(gòu)，周圍則是數(shù)十個(gè)直徑200微米左右的微小通道，用于引導(dǎo)植入的神經(jīng)干細(xì)胞和軸突沿著脊髓損傷部位生長(zhǎng)。在大鼠模型實(shí)驗(yàn)中，研究人員將裝有神經(jīng)干細(xì)胞的支架移植到大鼠脊髓嚴(yán)重?fù)p傷的部位。幾個(gè)月后，新的脊髓組織在損傷部位完全再生，并與宿主脊髓有效連接，大鼠后腿的運(yùn)動(dòng)功能得到顯著改善。

研究人員稱，3D打印支架提供了一種穩(wěn)定的物理結(jié)構(gòu)，能夠保證植入的干細(xì)胞免受損傷部位毒性及炎癥環(huán)境的影響，并幫助軸突完全穿過(guò)病變部位。這一實(shí)驗(yàn)的成功，表明他們已向修復(fù)人體脊髓損傷的目標(biāo)邁出了關(guān)鍵一步。

在該研究中，團(tuán)隊(duì)使用了快速3D打印技術(shù)，2毫米厚的脊髓支架僅需1.6秒即可打印完成，若使用傳統(tǒng)的噴墨打印機(jī)，則需要數(shù)個(gè)小時(shí)才能完成這樣的工作。研究人員表示，這一方法應(yīng)用也可擴(kuò)展至人類，推動(dòng)人體脊髓損傷修復(fù)臨床試驗(yàn)的開(kāi)展。作為概念驗(yàn)證，他們根據(jù)實(shí)際人體脊髓損傷的核磁共振成像掃描建模，制作了長(zhǎng)度為4厘米的脊髓支架，而完成這一支架的打印也僅需10分鐘。