美3D打印出生物工程脊髓

美國明尼蘇達大學(xué)研究人員近日在《先進(jìn)功能材料》雜志線(xiàn)上版發(fā)表研究論文稱(chēng)，他們開(kāi)發(fā)出一種新的多細胞神經(jīng)組織工程方法，利用3D打印設備制出生物工程脊髓。研究人員稱(chēng)，該技術(shù)有朝一日或可幫助長(cháng)期遭受脊髓損傷困擾的患者恢復某些功能。

該方法將先進(jìn)的細胞生物工程技術(shù)和獨特的3D打印技術(shù)有效結合，利用生物3D打印設備，以硅膠制成的、可生物兼容的導板為支架，采用擠壓法，將誘導多能干細胞（iPSC）衍生的脊髓神經(jīng)元祖細胞(sNPCs)和少突膠質(zhì)祖細胞(OPCs)一層層精確打印到支架內，最后形成生物工程脊髓。3D打印的sNPCs能夠在微支架通道中分化并延伸出軸突，形成神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )。鈣通量研究證實(shí)，這些神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )具有活性。

新技術(shù)有望幫助那些長(cháng)期受脊髓損傷困擾的人。3D打印出的生物工程脊髓可通過(guò)外科手術(shù)植入患者脊髓損傷區域，充當損傷區域上下方神經(jīng)細胞間的“橋梁”，幫助重建軸突連接。雖然這種手段可能無(wú)法讓患者重新行走，但會(huì )減輕他們的痛苦，幫助他們恢復某些功能，如對肌肉、膀胱的控制能力。

研究人員表示，3D打印細胞非常困難，而要讓打印的細胞保持活性則更加困難。他們測試了幾種不同的配方，最后才做到讓75%的細胞存活下來(lái)，并變成健康的神經(jīng)元。

研究人員指出，成功3D打印OPCs與sNPCs，制出生物工程脊髓，表明他們開(kāi)發(fā)的這種多細胞神經(jīng)組織工程方法是可行的。而新的3D打印技術(shù)也可用于制備新型仿生水凝膠支架，在體外模擬復雜的中樞神經(jīng)系統組織結構，從而幫助開(kāi)發(fā)新的脊髓損傷等疾病的治療方法。