醫(yī)學(xué)3D打印向前邁出了一大步，加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院和醫(yī)學(xué)工程研究所的研究人員開(kāi)發(fā)了3D打印脊髓支架，并將其成功植入小鼠脊柱治療脊髓損傷。
3D打印的脊柱植入物在植入前充滿神經(jīng)干細(xì)胞，具有改善脊髓損傷神經(jīng)生長(zhǎng)的潛力，從而恢復(fù)失去的神經(jīng)連接和功能。在小鼠測(cè)試中，3D打印的脊柱支架展示了它們支持組織再生，干細(xì)胞存活和神經(jīng)干細(xì)胞軸突擴(kuò)張的能力  - 神經(jīng)細(xì)胞上的線狀延伸 - 連接到宿主受損脊髓中的其他細(xì)胞。
盡管我們可能還不能短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)人體脊柱治療，但這一成就已經(jīng)標(biāo)志著醫(yī)療AM和脊柱損傷治療的即將進(jìn)入下一個(gè)里程。

    Tuszynski實(shí)驗(yàn)室的助理項(xiàng)目科學(xué)家Kobi  Koffler博士和該研究的共同第一作者補(bǔ)充道：“新工作使我們更接近真實(shí)的東西，因?yàn)?D打印支架概括了脊髓中纖細(xì)，捆綁的軸突陣列。它有助于組織再生軸突，以復(fù)制受損前脊髓的解剖結(jié)構(gòu)?！?br /> 3D打印的植入物模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)，整合了數(shù)十個(gè)200微米寬的通道，有助于引導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞和軸突沿脊髓損傷的長(zhǎng)度生長(zhǎng)。通過(guò)確保軸突在正確的方向上生長(zhǎng)，支架有助于重建它們與脊髓的連接。
    在研究中，該團(tuán)隊(duì)依靠微尺度連續(xù)投影3D打印技術(shù)，能夠在1.6秒內(nèi)打印2  mm水凝膠植入物。(更傳統(tǒng)的基于噴嘴的打印機(jī)需要幾個(gè)小時(shí)來(lái)創(chuàng)建更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。)雖然小型植入物在小鼠中進(jìn)行了測(cè)試，但研究人員表示，該過(guò)程具有可擴(kuò)展性，并且能夠創(chuàng)建人體尺度的脊髓植入物。為了證明這一點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)甚至根據(jù)人類脊髓損傷MRI打印了許多4厘米的植入物。據(jù)報(bào)道，較大的植入物僅需要10分鐘就可以制造出來(lái)。
“這顯示了我們3D打印技術(shù)的靈活性，”納米工程博士后研究員說(shuō)。“無(wú)論大小和形狀如何，我們都可以快速打印出與脊髓損傷部位相匹配的植入物?！?br /> 在這項(xiàng)研究中，研究人員將大量小鼠種植體與神經(jīng)干細(xì)胞一起裝入并將其移植到嚴(yán)重脊髓損傷的小鼠體內(nèi)。幾個(gè)月后，他們發(fā)現(xiàn)新的脊髓組織實(shí)際上已經(jīng)完全再生在受傷部位并連接了受傷脊髓的兩端。令人驚訝的是，植入3D打印支架的小鼠甚至恢復(fù)了對(duì)其后腿的一些功能性運(yùn)動(dòng)控制。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，小鼠的循環(huán)系統(tǒng)已在種植體內(nèi)生長(zhǎng)，增加了血管化功能，使神經(jīng)干細(xì)胞能夠存活。血管形成是開(kāi)發(fā)  可在體內(nèi)存活的組織植入物的巨大挑戰(zhàn)。研究人員解釋說(shuō)：“3D打印的組織需要脈管系統(tǒng)才能獲得足夠的營(yíng)養(yǎng)并排出廢物。我們之前的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了3D打印血管網(wǎng)絡(luò)的工作，但我們沒(méi)有將其納入這項(xiàng)工作。由于我們的3D支架具有出色的生物相容性，生物學(xué)對(duì)我們來(lái)說(shuō)自然而然就是培育它。“
總體而言，研究人員的成就非常重要，他們將繼續(xù)在大型動(dòng)物模型上測(cè)試他們的3D打印植入物，然后再進(jìn)行人體測(cè)試。該研究的下一步將涉及在3D打印支架中摻入蛋白質(zhì)，這將刺激干細(xì)胞存活和軸突生長(zhǎng)。
    “這標(biāo)志著進(jìn)行臨床試驗(yàn)以修復(fù)人體脊髓損傷的另一個(gè)關(guān)鍵步驟，”Koffler補(bǔ)充說(shuō)?！澳_手架提供穩(wěn)定的物理結(jié)構(gòu)，支持神經(jīng)干細(xì)胞的一致植入和存活。它似乎可以保護(hù)嫁接干細(xì)胞免受脊髓損傷的毒性，炎癥環(huán)境的影響，并有助于軸突完全通過(guò)病變部位。“

完整的研究“用于脊髓損傷修復(fù)的仿生3D打印支架”最近發(fā)表在Nature Medicine雜志上。

文章轉(zhuǎn)載自：3D打印在線

醫(yī)學(xué)3D打印向前邁出了一大步，加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院和醫(yī)學(xué)工程研究所的研究人員開(kāi)發(fā)了3D打印脊髓支架，并將其成功植入小鼠脊柱治療脊髓損傷。
3D打印的脊柱植入物在植入前充滿神經(jīng)干細(xì)胞，具有改善脊髓損傷神經(jīng)生長(zhǎng)的潛力，從而恢復(fù)失去的神經(jīng)連接和功能。在小鼠測(cè)試中，3D打印的脊柱支架展示了它們支持組織再生，干細(xì)胞存活和神經(jīng)干細(xì)胞軸突擴(kuò)張的能力  - 神經(jīng)細(xì)胞上的線狀延伸 - 連接到宿主受損脊髓中的其他細(xì)胞。
盡管我們可能還不能短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)人體脊柱治療，但這一成就已經(jīng)標(biāo)志著醫(yī)療AM和脊柱損傷治療的即將進(jìn)入下一個(gè)里程。

    Tuszynski實(shí)驗(yàn)室的助理項(xiàng)目科學(xué)家Kobi  Koffler博士和該研究的共同第一作者補(bǔ)充道：“新工作使我們更接近真實(shí)的東西，因?yàn)?D打印支架概括了脊髓中纖細(xì)，捆綁的軸突陣列。它有助于組織再生軸突，以復(fù)制受損前脊髓的解剖結(jié)構(gòu)?！?br /> 3D打印的植入物模仿中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)，整合了數(shù)十個(gè)200微米寬的通道，有助于引導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞和軸突沿脊髓損傷的長(zhǎng)度生長(zhǎng)。通過(guò)確保軸突在正確的方向上生長(zhǎng)，支架有助于重建它們與脊髓的連接。
    在研究中，該團(tuán)隊(duì)依靠微尺度連續(xù)投影3D打印技術(shù)，能夠在1.6秒內(nèi)打印2  mm水凝膠植入物。(更傳統(tǒng)的基于噴嘴的打印機(jī)需要幾個(gè)小時(shí)來(lái)創(chuàng)建更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。)雖然小型植入物在小鼠中進(jìn)行了測(cè)試，但研究人員表示，該過(guò)程具有可擴(kuò)展性，并且能夠創(chuàng)建人體尺度的脊髓植入物。為了證明這一點(diǎn)，該團(tuán)隊(duì)甚至根據(jù)人類脊髓損傷MRI打印了許多4厘米的植入物。據(jù)報(bào)道，較大的植入物僅需要10分鐘就可以制造出來(lái)。
“這顯示了我們3D打印技術(shù)的靈活性，”納米工程博士后研究員說(shuō)。“無(wú)論大小和形狀如何，我們都可以快速打印出與脊髓損傷部位相匹配的植入物?！?br /> 在這項(xiàng)研究中，研究人員將大量小鼠種植體與神經(jīng)干細(xì)胞一起裝入并將其移植到嚴(yán)重脊髓損傷的小鼠體內(nèi)。幾個(gè)月后，他們發(fā)現(xiàn)新的脊髓組織實(shí)際上已經(jīng)完全再生在受傷部位并連接了受傷脊髓的兩端。令人驚訝的是，植入3D打印支架的小鼠甚至恢復(fù)了對(duì)其后腿的一些功能性運(yùn)動(dòng)控制。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，小鼠的循環(huán)系統(tǒng)已在種植體內(nèi)生長(zhǎng)，增加了血管化功能，使神經(jīng)干細(xì)胞能夠存活。血管形成是開(kāi)發(fā)  可在體內(nèi)存活的組織植入物的巨大挑戰(zhàn)。研究人員解釋說(shuō)：“3D打印的組織需要脈管系統(tǒng)才能獲得足夠的營(yíng)養(yǎng)并排出廢物。我們之前的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了3D打印血管網(wǎng)絡(luò)的工作，但我們沒(méi)有將其納入這項(xiàng)工作。由于我們的3D支架具有出色的生物相容性，生物學(xué)對(duì)我們來(lái)說(shuō)自然而然就是培育它。“
總體而言，研究人員的成就非常重要，他們將繼續(xù)在大型動(dòng)物模型上測(cè)試他們的3D打印植入物，然后再進(jìn)行人體測(cè)試。該研究的下一步將涉及在3D打印支架中摻入蛋白質(zhì)，這將刺激干細(xì)胞存活和軸突生長(zhǎng)。
    “這標(biāo)志著進(jìn)行臨床試驗(yàn)以修復(fù)人體脊髓損傷的另一個(gè)關(guān)鍵步驟，”Koffler補(bǔ)充說(shuō)?！澳_手架提供穩(wěn)定的物理結(jié)構(gòu)，支持神經(jīng)干細(xì)胞的一致植入和存活。它似乎可以保護(hù)嫁接干細(xì)胞免受脊髓損傷的毒性，炎癥環(huán)境的影響，并有助于軸突完全通過(guò)病變部位。“

完整的研究“用于脊髓損傷修復(fù)的仿生3D打印支架”最近發(fā)表在Nature Medicine雜志上。

文章轉(zhuǎn)載自：3D打印在線