美利用3D打印設(shè)備制出生物工程脊髓

美3D打印出生物工程脊髓

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

該方法將先進(jìn)的細(xì)胞生物工程技術(shù)和獨(dú)特的3D打印技術(shù)有效結(jié)合，利用生物3D打印設(shè)備，以硅膠制成的、可生物兼容的導(dǎo)板為支架，采用擠壓法，將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSC)衍生的脊髓神經(jīng)元祖細(xì)胞(sNPCs)和少突膠質(zhì)祖細(xì)胞(OPCs)一層層精確打印到支架內(nèi)，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(zhǎng)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(qū)域，充當(dāng)損傷區(qū)域上下方神經(jīng)細(xì)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(fù)某些功能，如對(duì)肌肉、膀胱的控制能力。

研究人員表示，3D打印細(xì)胞非常困難，而要讓打印的細(xì)胞保持活性則更加困難。他們測(cè)試了幾種不同的配方，最后才做到讓75%的細(xì)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，表明他們開發(fā)的這種多細(xì)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(fù)雜的中樞神經(jīng)系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)，從而幫助開發(fā)新的脊髓損傷等疾病的治療方法。(劉海英)