3D打印脊髓支架恢复受伤大鼠运动功能应用可扩展至人类

美国加州大学圣迭戈分校医学院和医学工程研究所的研究人员14日在《自然·医学》杂志上发表论文称，他们首次利用快速3D打印技术，制造出模仿中枢神经系统结构的脊髓支架，在装载神经干细胞后被植入脊髓严重受损的大鼠脊柱内，成功帮助大鼠恢复了运动功能。

这一支架模仿中枢神经系统结构设计，呈圆形，厚度仅有两毫米，支架中间为H型结构，周围则是数十个直径200微米左右的微小通道，用于引导植入的神经干细胞和轴突沿着脊髓损伤部位生长。在大鼠模型实验中，研究人员将装有神经干细胞的支架移植到大鼠脊髓严重损伤的部位。几个月后，新的脊髓组织在损伤部位完全再生，并与宿主脊髓有效连接，大鼠后腿的运动功能得到显著改善。

研究人员称，3D打印支架提供了一种稳定的物理结构，能够保证植入的干细胞免受损伤部位毒性及炎症环境的影响，并帮助轴突完全穿过病变部位。这一实验的成功，表明他们已向修复人体脊髓损伤的目标迈出了关键一步。

在该研究中，团队使用了快速3D打印技术，2毫米厚的脊髓支架仅需1.6秒即可打印完成，若使用传统的喷墨打印机，则需要数个小时才能完成这样的工作。研究人员表示，这一方法应用也可扩展至人类，推动人体脊髓损伤修复临床试验的开展。作为概念验证，他们根据实际人体脊髓损伤的核磁共振成像扫描建模，制作了长度为4厘米的脊髓支架，而完成这一支架的打印也仅需10分钟。