科學家開發(fā)世界首例3D打印“人工脊髓”,將大大改善患者生活

時間:2018-08-14

來源:網(wǎng)絡轉載

導語:脊髓損傷就像斷了的電線一樣——即使損傷兩側的一切都能正常工作,電線斷開也能使整個系統(tǒng)停止運作?,F(xiàn)在,明尼蘇達大學的研究人員設計了一種裝置,可以把所有的東西重新連接起來。

【科學家開發(fā)世界首例3D打印“人工脊髓”,將大大改善患者生活】脊髓損傷就像斷了的電線一樣——即使損傷兩側的一切都能正常工作,電線斷開也能使整個系統(tǒng)停止運作?,F(xiàn)在,明尼蘇達大學的研究人員設計了一種裝置,可以把所有的東西重新連接起來。

硅膠引導物,覆蓋著3d打印的神經(jīng)干細胞,可以植入到損傷部位,在那里它可以在剩余的神經(jīng)之間建立新的連接,讓病人重新獲得一些對身體運動的控制。

受損的脊髓是一個很難修補的損傷,但有新的治療手段正在發(fā)展中。基因療法可以幫助分解疤痕組織和再生神經(jīng)細胞。

在其他情況下,損傷部位會被完全繞過,通過電腦將來自大腦的信息重新編路,或者將信號無線傳輸?shù)街踩肷眢w下部的設備上。

新的治療方法可以是兩種方法的混合。

明尼蘇達大學的研究小組首先收集了誘導多能干細胞——一種從皮膚和血液等成年細胞中提取的干細胞。

一旦這些細胞被生物工程轉化成神經(jīng)干細胞,研究人員就能夠3D打印出一個由硅樹脂支架層和神經(jīng)干細胞層交替組成的裝置。

這種方法在可生物兼容的硅膠導板上將神經(jīng)干細胞一層層“擠壓”到支架內,最后形成生物工程脊髓。

然后這個裝置可以被植入脊柱損傷的部位,在那里引導干細胞直到它們能夠生長出新的神經(jīng),連接受傷兩邊未受損的細胞。

“這是第一次有人能夠在3D打印的指南上直接打印成人細胞的神經(jīng)干細胞,并讓這些細胞在實驗室中分化成活躍的神經(jīng)細胞,”研究報告的合著者邁克爾·麥卡爾平(MichaelMcAlpine)說。

“3D打印這種精細的細胞非常困難。最難的部分是讓細胞保持正常和活力。我們在印刷過程中測試了幾種不同的配方。事實上,在3d打印過程中,我們能讓75%的細胞存活下來,然后讓它們變成健康的神經(jīng)元,這是非常驚人的?!?/p>

雖然該裝置還沒有在病人身上進行測試,甚至還沒有在動物模型上進行測試,但實驗室測試表明,這些神經(jīng)元確實沿著硅膠導軌的通道生長,而且是活躍的。

雖然在這個階段,讓患者完全康復后可以完全行走,這可能是一種不切實際的幻想,但研究人員表示,這種治療可以幫助患者恢復其他重要功能。

“我們發(fā)現(xiàn),在傷口上傳遞任何信號都可以改善患者的功能,”該研究的合著者安·帕爾(AnnParr)說。

“有一種看法認為,脊髓損傷的人只有在能夠再次行走時才會感到快樂?!?/p>

事實上,大多數(shù)人都比較想要一些簡單的東西,比如膀胱控制,或者能夠停止腿部無法控制的運動。

這些簡單的功能改進可以大大改善他們的生活。

 

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