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3D打印水凝胶植入物可修复受损脊髓 
发布日期:2019-02-12 09:47:58
  加利福尼亚大学圣地亚哥分校的神经科学团队和工程团队开展一项研究,通过3D打印植入物修复脊髓损伤患者的神经连接和丧失的运动功能。与这项研究相关的论文发表于2019年1月14日的Nature Medicine杂志,作者包括Shaochen Chen,Mark Tuszynski等。
  研究中使用的植入物是一种水凝胶结构,它是研究人员通过3D打印技术创建的模仿中枢神经系统结构的支架,可以通过3D打印技术快速制造成不同的尺寸和形状,适应患者脊髓损伤的精确解剖。
  3D打印植入物起到的作用是通过微通道结构,引导神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤的长度生长。用神经干细胞填充3D打印植入物/支架,然后将它们像缺失的拼图一样装入脊髓损伤部位。3D打印支架就像桥一样,将脊髓损伤一端的再生轴突与另一端连接并对齐。神经轴突本身可以向任何方向扩散和再生,但是支架使轴突保持整齐,引导它们朝正确的方向生长以完成脊髓连接。
  在动物实验中,研究人员将填充神经干细胞的3D打印植入物(2mm)移植到大鼠严重脊髓损伤部位。几个月后,新的脊髓组织完全再生,并连接大鼠脊髓的切断末端。经处理的大鼠后腿的运动功能有所改善。动物实验的另一个具有积极意义的结果是,经处理的大鼠的循环系统已经穿透植入物内部以形成功能性的血管网络,这有助于神经干细胞存活,人工组织需要血管系统才能获得足够的营养并排出废物。
  植入物含有数十个微小的200微米宽的通道(人类头发宽度的两倍),该结构可引导神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤的长度生长。
  研究团队下一步的科研目标是将这种填充脊髓干细胞的3D打印植入物用于更大的动物实验,为将来的人体试验做准备。接下来的研究中,研究团队还将在脊髓支架内掺入蛋白质,进一步刺激干细胞存活和轴突生长。
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