大鼠借助3D打印突破性脊髓修复技术重新行走

该研究近期发表在同行评审的科学期刊《Advanced Healthcare Materials》上。

根据美国国家脊髓损伤统计中心数据，美国有超过30万人罹患脊髓损伤，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以及神经纤维无法在损伤部位再生。这项新研究迎难而上，直面该问题。

该方法涉及为实验室培养的器官创建独特的3D打印框架（称为类器官支架），该框架具有微通道结构。随后在这些通道中植入区域特异性脊髓神经祖细胞（sNPCs），这些细胞源自人类成体干细胞，具有分裂并分化为特定类型成熟细胞的能力。

"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定方向延伸，"论文第一作者、现任职于英特尔公司的前明尼苏达大学机械工程博士后研究员Guebum Han解释道，"该方法构建的接力系统植入脊髓后，可绕过受损区域。"

研究中，科研人员将这些支架移植到脊髓完全横断的大鼠体内。移植细胞成功分化为神经元，并向头端和尾端双向延伸神经纤维，与宿主现存神经回路建立了新连接。

随着时间的推移，新生神经细胞与宿主脊髓组织实现无缝整合，促使大鼠运动功能获得显著恢复。

"再生医学为脊髓损伤研究开启了新纪元，"明尼苏达大学神经外科教授Ann Parr表示，"本实验室对探索'微型脊髓'未来临床转化的潜力充满期待。"

虽然研究尚处起步阶段，但为脊髓损伤患者带来了新的希望。该团队计划扩大生产规模，持续开发此项技术组合以用于未来临床应用。

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

此项工作获得美国国立卫生研究院、明尼苏达州脊髓损伤及创伤性脑损伤研究资助计划以及脊髓损伤协会的联合资助。

请访问《Advanced Healthcare Materials》官网阅读题为《3D打印支架促进增强型脊髓类器官构建及其在脊髓损伤中的应用》的全文。