向脊髓全斷的實(shí)驗(yàn)鼠體內(nèi)植入一種類神經(jīng)纖維,一段時(shí)間后,下肢癱瘓的實(shí)驗(yàn)鼠恢復(fù)了運(yùn)動功能。近日,清華大學(xué)材料學(xué)院研究員王秀梅團(tuán)隊(duì)基于生物3D打印技術(shù)成功研發(fā)了一種有生命的類神經(jīng)纖維,在實(shí)驗(yàn)中展現(xiàn)了優(yōu)越的神經(jīng)再生能力,為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的脊髓損傷修復(fù)、組織再生修復(fù)等提供了新的治療視角。
因外傷、疾病導(dǎo)致的脊髓損傷,通常會造成下肢癱瘓等永久性神經(jīng)功能障礙,目前在醫(yī)學(xué)界尚缺乏理想的治療方法。“研究發(fā)現(xiàn),生物3D打印技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于體外疾病模型構(gòu)建與藥物篩選中,在構(gòu)建仿生類組織上有很大的開發(fā)潛力。”王秀梅介紹,基于該技術(shù),團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一種有生命的類神經(jīng)纖維,由類似于天然細(xì)胞外基質(zhì)的水凝膠包裹著高密度的神經(jīng)干細(xì)胞組成,纖維定向排列組成纖維組織,能精準(zhǔn)適配脊髓損傷區(qū)域大小,可作為移植物進(jìn)行修復(fù)治療。
“這種類神經(jīng)纖維不僅具有生命力,還有顯著的修復(fù)能力。”王秀梅說,研究表明,生物水凝膠為神經(jīng)干細(xì)胞提供了一個(gè)良好的生長微環(huán)境,保障了神經(jīng)干細(xì)胞的高存活率,在體外、體內(nèi)均可分化為功能性神經(jīng)元。同時(shí),類神經(jīng)纖維植入體內(nèi)后,可以促進(jìn)神經(jīng)形成突觸,重塑神經(jīng)回路,修復(fù)截?cái)嗟募顾?,恢?fù)運(yùn)動功能。
該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)鼠身上成功應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)視頻中,脊髓全斷的實(shí)驗(yàn)鼠在鐵網(wǎng)上僅靠前肢艱難爬行,后肢向下耷拉著,無力攀爬。實(shí)驗(yàn)人員向其體內(nèi)植入類神經(jīng)纖維一段時(shí)間后,實(shí)驗(yàn)鼠后肢先是可以自主向上抬起,最終可以支撐身體,向上爬行。
“研究利用3D生物打印構(gòu)建的類神經(jīng)纖維展現(xiàn)出了優(yōu)越的神經(jīng)再生能力。”王秀梅表示,3D生物打印技術(shù)的可定制性,也為個(gè)性化修復(fù)脊髓損傷提供了新的治療方案。該成果日前已在線發(fā)表在生物材料領(lǐng)域期刊《生物活性材料》上。