瘫痪大鼠通过3D打印突破性脊髓修复技术恢复行走能力

该研究近期发表在同行评审的科学期刊《先进医疗材料》(Advanced Healthcare Materials)上。

根据国家脊髓损伤统计中心数据，美国有超过30万人遭受脊髓损伤，但目前尚无方法能完全逆转损伤导致的瘫痪。主要挑战在于神经细胞死亡及神经纤维无法跨越损伤部位再生。这项新研究直面解决了该难题。

该方法利用3D打印技术制造出具有微通道的特殊框架（称为类器官支架），用于实验室培育器官。这些微通道随后被植入区域性特异性脊髓神经祖细胞（sNPCs）——这类源自人类成体干细胞的细胞具有分裂能力，可分化成特定类型的成熟细胞。

"我们利用支架的3D打印通道引导干细胞生长，确保新生神经纤维按预期方向延伸，"论文第一作者、前明尼苏达大学机械工程博士后研究员Guebum Han（现任英特尔公司工程师）解释道，"该方法创建了一个置于脊髓时可绕过受损区域的接力系统。"

研究中，研究人员将支架移植到脊髓完全切断的大鼠体内。细胞成功分化为神经元，并双向（头端和尾端）延伸神经纤维，与宿主现存神经回路形成新连接。

随时间推移，新生神经细胞与宿主脊髓组织无缝整合，促使大鼠实现显著的功能恢复。

"再生医学为脊髓损伤研究开启了新时代，"明尼苏达大学神经外科教授Ann Parr表示，"我们实验室对探索'微型脊髓'未来临床转化的潜力感到振奋。"

虽然研究尚处初期阶段，但为脊髓损伤患者提供了新的希望。团队计划扩大生产规模，持续开发该技术组合以用于未来临床治疗。

除Han和Parr外，团队成员还包括：明尼苏达大学机械工程系的Hyunjun Kim和Michael McAlpine；神经外科系的Nicolas S. Lavoie, Nandadevi Patil和Olivia G. Korenfeld；神经科学系的Manuel Esguerra；以及弗吉尼亚联邦大学物理系的Daeha Joung。

本研究由国家卫生研究院、明尼苏达州脊髓损伤与创伤性脑损伤研究资助计划及脊髓协会提供资金支持。

阅读题为《3D打印支架促进增强型脊髓类器官形成用于脊髓损伤治疗》的全文，请访问《先进医疗材料》网站。