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新的3D打印神经支架可以帮助治疗脊髓损伤

来源:客户端

发布时间:2018-08-13 17:54:04

点击量:1819

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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。

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