【科學(xué)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(cè)的一切都能正常工作,電線斷開也能使整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)作?,F(xiàn)在,明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一種裝置,可以把所有的東西重新連接起來。
硅膠引導(dǎo)物,覆蓋著3d打印的神經(jīng)干細(xì)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(duì)身體運(yùn)動(dòng)的控制。
受損的脊髓是一個(gè)很難修補(bǔ)的損傷,但有新的治療手段正在發(fā)展中?;虔煼梢詭椭纸獍毯劢M織和再生神經(jīng)細(xì)胞。
在其他情況下,損傷部位會(huì)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(hào)無線傳輸?shù)街踩肷眢w下部的設(shè)備上。
新的治療方法可以是兩種方法的混合。
明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究小組首先收集了誘導(dǎo)多能干細(xì)胞——一種從皮膚和血液等成年細(xì)胞中提取的干細(xì)胞。
一旦這些細(xì)胞被生物工程轉(zhuǎn)化成神經(jīng)干細(xì)胞,研究人員就能夠3D打印出一個(gè)由硅樹脂支架層和神經(jīng)干細(xì)胞層交替組成的裝置。
這種方法在可生物兼容的硅膠導(dǎo)板上將神經(jīng)干細(xì)胞一層層“擠壓”到支架內(nèi),最后形成生物工程脊髓。
然后這個(gè)裝置可以被植入脊柱損傷的部位,在那里引導(dǎo)干細(xì)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(xì)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(xì)胞的神經(jīng)干細(xì)胞,并讓這些細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中分化成活躍的神經(jīng)細(xì)胞,”研究報(bào)告的合著者邁克爾·麥卡爾平(MichaelMcAlpine)說。
“3D打印這種精細(xì)的細(xì)胞非常困難。最難的部分是讓細(xì)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(shí)上,在3d打印過程中,我們能讓75%的細(xì)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。”
雖然該裝置還沒有在病人身上進(jìn)行測試,甚至還沒有在動(dòng)物模型上進(jìn)行測試,但實(shí)驗(yàn)室測試表明,這些神經(jīng)元確實(shí)沿著硅膠導(dǎo)軌的通道生長,而且是活躍的。
雖然在這個(gè)階段,讓患者完全康復(fù)后可以完全行走,這可能是一種不切實(shí)際的幻想,但研究人員表示,這種治療可以幫助患者恢復(fù)其他重要功能。
“我們發(fā)現(xiàn),在傷口上傳遞任何信號(hào)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(rèn)為,脊髓損傷的人只有在能夠再次行走時(shí)才會(huì)感到快樂?!?/p>
事實(shí)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(yùn)動(dòng)。
這些簡單的功能改進(jìn)可以大大改善他們的生活。