新的3D打印神经支架可以帮助治疗脊髓损伤

明尼苏达大学的研究人员开发出一种3D打印导向装置，可以帮助长期脊髓损伤的患者恢复身体的部分功能。

明尼苏达大学的研究人员开发了一种带有活细胞的3D打印设备原型，可以帮助脊髓病患者恢复某些功能。设备的尺寸可以定制打印以适合每个患者的脊髓。患者自己的细胞将印在指南上，以避免身体排斥。

据称，3D打印的导轨由硅胶制成，可作为专用单元的平台，然后在其上面进行3D打印。

该导向器将通过外科手术植入脊髓受损区域，在那里它将作为受伤区域上方和下方的活神经细胞之间的一种“桥梁”。该装置的目标是帮助患者减轻疼痛并恢复一些功能，如控制肌肉、肠和膀胱。

“这是第一次有人能够在3D打印的指南上直接3D打印成人细胞衍生的神经干细胞，并让细胞在实验室中分化成活跃的神经细胞，”迈克尔·麦卡尔平说，他是明尼苏达大学的副教授。

目前，美国约有285,000人患有脊髓损伤，全国每年约有17,000例新的脊髓损伤。

“这是开发治疗脊髓损伤患者的一个非常令人兴奋的第一步，”明尼苏达大学医学院助理教授安·帕尔说。 “目前，对于长期脊髓损伤患者，没有任何良好、精确的治疗方法。”

新方法开发了两年多。该团队的流程允许研究人员从成人的任何细胞开始，如皮肤细胞或血细胞。利用新的生物工程技术，研究人员能够将细胞重新编程为神经元干细胞。然后，工程师使用独特的3D打印技术将这些单元打印到硅胶导轨上，使用相同的3D打印机打印导板和单元。该指南使细胞保持活力并允许它们变成神经元。

该团队开发了一个原型指南，通过手术植入脊髓受损部位，帮助连接受伤两侧的活细胞。

这种颜色增强的图像显示了在3D打印过程中幸存下来的活细胞。来自成体人细胞的神经元干细胞在指南上进行3D打印，并且细胞在实验室中分化成活性神经细胞。

“一切都在合适的时间汇集在一起??，”帕尔说。 “我们能够使用最近几年开发的最新细胞生物工程技术，并将其与尖端的3D打印技术相结合。”

McAlpine还描述了“精细”细胞的3D打印非常困难。 “困难的部分是保持细胞的幸福和活力。我们在打印过程中测试了几种不同的配方，“McAlpine说。”事实上，我们能够在3D打印过程中保持约75％的细胞存活，然后让它们变成健康的神经元，这是非常了不起的。“

如果接下来的步骤成功，那么这项研究的回报可能会改变那些患有脊髓损伤的人的生活。 “我们发现，通过损伤传递任何信号可以改善患者的功能，”帕尔说。

题为“3D打印干细胞衍生神经祖细胞产生脊髓支架”的研究今天在线发表于Advanced Functional Materials。