3D打印神經(jīng)支架可用于修復(fù)脊髓損傷

科技日報北京8月28日電 （記者張夢然）美國明尼蘇達(dá)大學(xué)雙城分校研究團(tuán)隊(duì)首次展示了一種突破性方法，將3D打印、干細(xì)胞生物學(xué)與實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)組織技術(shù)融合在一起，為修復(fù)脊髓損傷帶來了新希望。研究成果發(fā)表于最新一期《先進(jìn)醫(yī)療保健材料》。

據(jù)美國國家脊髓損傷統(tǒng)計中心數(shù)據(jù)，該國有超過30萬人患脊髓損傷，目前尚無有效手段完全逆轉(zhuǎn)由此導(dǎo)致的神經(jīng)功能損傷和癱瘓。治療的主要障礙在于損傷后神經(jīng)細(xì)胞的死亡以及神經(jīng)纖維難以跨越受損區(qū)域再生。

此次，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種創(chuàng)新的3D打印支架，用于支持實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的脊髓類器官生長。該支架內(nèi)部設(shè)計有精密的微觀通道，這些通道中填充了區(qū)域特異性脊髓神經(jīng)祖細(xì)胞（sNPC），這些細(xì)胞來源于人類成體干細(xì)胞，具備自我更新并分化為多種成熟神經(jīng)細(xì)胞的潛能。

這一結(jié)構(gòu)實(shí)際上構(gòu)建了一個神經(jīng)中繼系統(tǒng)，當(dāng)植入脊髓后，能夠繞過損傷區(qū)域，重建神經(jīng)信號通路。

在動物實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)將這種含有sNPC的支架移植到脊髓完全橫斷的大鼠體內(nèi)。結(jié)果顯示，植入的細(xì)胞成功分化為功能性神經(jīng)元，并沿著支架通道向頭側(cè)（喙部）和尾側(cè)（尾部）兩個方向延伸神經(jīng)纖維，與宿主脊髓上下游的原有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了新的突觸連接。

隨著時間推移，新生的神經(jīng)組織與宿主脊髓實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)和功能上的整合，顯著促進(jìn)了大鼠運(yùn)動功能的恢復(fù)。這一成果表明，該技術(shù)有望重建受損脊髓的神經(jīng)傳導(dǎo)能力。

“再生醫(yī)學(xué)正在開啟脊髓損傷研究新時代。”明尼蘇達(dá)大學(xué)神經(jīng)外科教授安·帕爾表示，“我們的實(shí)驗(yàn)室正積極探索這種‘迷你脊髓’技術(shù)在臨床轉(zhuǎn)化中的未來潛力。”

該研究仍處于早期階段，主要在動物模型中驗(yàn)證其可行性，但這種支架為治愈脊髓損傷提供了前所未有的希望。