IT之家 4 月 13 日消息 據(jù)中國科學(xué)院網(wǎng)站，中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員張智軍團(tuán)隊利用生物 3D 打印技術(shù)，構(gòu)建了一種具有脊髓仿生結(jié)構(gòu)的神經(jīng)支架，為 NSCs 的存活及向神經(jīng)元分化提供了良好的微環(huán)境，應(yīng)用于 SD 大鼠的脊髓損傷治療（圖 1）。
▲圖 1.（a）HBC/HA/MA 生物墨水中發(fā)生的交聯(lián)反應(yīng)；（b）生物 3D 打印仿脊髓結(jié)構(gòu)神經(jīng)支架用于脊髓損傷修復(fù)示意圖
據(jù)介紹，該治療策略中，研究人員創(chuàng)新性地設(shè)計、制備出由羥丁基殼聚糖（HBC）、巰基透明質(zhì)酸（HA-SH）、二乙烯砜基透明質(zhì)酸（HA-VS）及基質(zhì)膠（MA）組成的具有良好可打印性和生物相容性的生物墨水 HBC/HA/MA。利用 HBC 優(yōu)異的溫度響應(yīng)性及 HA-SH 與 HA-VS 間邁克爾加成反應(yīng)的自發(fā)二次交聯(lián)，“一步法”實現(xiàn)了負(fù)載 NSCs 的神經(jīng)支架生物 3D 打印。打印過程流暢、打印線條固化速度快（37 ℃ 20 s 內(nèi)成膠）、成型后的支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、打印后支架內(nèi) NSCs 的存活率可達(dá) 95%。隨后，研究人員通過優(yōu)化生物信號（MA）、力學(xué)性能、孔徑大小等因素，有效增強(qiáng)了細(xì)胞 - 細(xì)胞以、細(xì)胞 - 支架之間的相互作用，從而顯著促進(jìn)了 NSCs 向神經(jīng)元分化。在此基礎(chǔ)上，研究人員考察了該 3D 神經(jīng)支架在 SCI 大鼠中對脊髓損傷的修復(fù)效果。實驗結(jié)果表明，在 3D 打印支架的保護(hù)下植入的 NSCs 在體內(nèi)存活時間長達(dá) 12 周，并且分化成神經(jīng)元，形成神經(jīng)纖維，實現(xiàn)軸突再生，從而改善了 SCI 大鼠后肢運(yùn)動功能（圖 2）。
▲圖 2.（a）生物打印脊髓結(jié)構(gòu) NSCs 支架移植入脊髓全橫斷 SD 大鼠體內(nèi)；（b）手術(shù)移植后 12 周，SCI 大鼠后肢運(yùn)動 BBB 評分；（c）生物打印支架內(nèi) NSCs 分化為神經(jīng)元以及少突膠質(zhì)細(xì)胞的免疫熒光染色圖
IT之家了解到，該研究為生物 3D 打印快速精準(zhǔn)構(gòu)建神經(jīng)仿生支架及其在脊髓損傷修復(fù)等再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一種新策略。相關(guān)研究成果以 3D bioprinted neural tissue constructs for spinal cord injury repair 為題，發(fā)表在 Biomaterials 上。
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