合著者Shaochen Chen博士利用快速3D打印技术创造了一个模拟中枢神经系统结构的支架。

  他说:“它就像一座桥，将再生轴突从脊髓损伤的一端连接到另一端。”

  “轴突本身可以向任何方向扩散和再生，但支架使轴突保持有序，引导它们向正确的方向生长，从而完成脊髓连接。”

  植入物包含数十个200微米宽的微小通道，是人类头发的两倍宽，它们引导神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤的长度生长。

  Chen教授的研究小组使用的打印技术在1.6秒内就可以打印出两颗毫米大小的植入物。

  传统的喷头打印机需要几个小时才能打印出比这简单许多的结构。

  根据研究小组的说法，这个过程可以扩展到人类脊髓的大小。

  为了证明这一概念，研究人员打印了四厘米大小的植入物，这些植入物是根据人体脊髓损伤的核磁共振成像扫描结果制成的。

  这些东西在10分钟内就被打印出来了。

  第一作者之一、Chen博士团队的纳米工程博士后Wei Zhu博士说:“这显示了我们3D打印技术的灵活性。”

“我们可以快速打印出一种植入物，无论大小和形状如何，它都能与宿主脊髓受伤的部位相匹配。”

  研究人员将这两种毫米大小的植入物植入大鼠严重的脊髓损伤部位，植入物中含有神经干细胞。

  几个月后，新的脊髓组织在整个损伤过程中完全再生，并连接了宿主脊髓的断端。

  经过治疗的大鼠后肢功能恢复“显著”改善。

  Koffler博士说:“这标志着修复人类脊髓损伤的临床试验又向前迈出了关键一步。”

  “支架提供了一个稳定的物理结构，能够支持神经干细胞的稳定移植和存活。”

  “它似乎可以保护移植的干细胞免受脊髓损伤的毒性和炎症环境的伤害，并帮助引导轴突完全穿过损伤部位。”

  他说，接受治疗的老鼠的循环系统已经渗透到植入物内部，形成了功能正常的血管网络，这有助于神经干细胞的存活。

  Zhu博士补充说:“血管化是工程组织植入物的主要障碍之一，这种植入物可以在体内保留很长时间。”

  “3D打印的组织需要血管系统来获得足够的营养和排泄废物。我们小组之前做过3D打印血管网络的工作，但是我们没有把它包含在这个工作中。”

  “由于我们的3D支架具有良好的生物相容性，生物学自然会为我们处理这些问题。”

  现在，科学家们正在扩大这项技术的规模，并在更大的动物模型上进行试验，为可能的人体试验做准备。

  下一步还包括在脊髓支架内加入蛋白质，进一步刺激干细胞存活和轴突生长。

  研究结果发表在《自然医学》杂志上。

（来源：前瞻网）