University of Minnesota przedstawia przełom w druku 3D w naprawie rdzenia kręgowego

Leap Motion SDK (Lipiec 2019).

Anonim

Naukowcy z University of Minnesota odkryli nowe możliwości w szybko rozwijającej się dziedzinie drukowania trójwymiarowego: tworzenie rusztowań z komórkami macierzystymi, które można wszczepić w rdzeń kręgowy, aby naprawić uszkodzenie nerwów.

Technologia istnieje od lat, aby drukować plastikowe implanty zawierające żywe komórki. Wyzwanie polegało jednak na tym, aby umożliwić wrażliwym "neuronalnym" komórkom macierzystym przeżycie procesu drukowania, aby mogły naprawić uszkodzenie nerwu po transplantacji.

"Nikt nie był w stanie drukować tych komórek macierzystych tam, gdzie się różnicują w aktywne komórki nerwowe za pomocą drukarki 3D" - powiedział Michael McAlpine, inżynier mechanik U, który połączył siły z dr Ann Ann Parr, neurochirurgiem, aby poprowadzić badania. "Komórki muszą przetrwać proces drukowania."

Zespół niedawno opublikował podejście do drukowania, które pozwoliło na 75% przeżycie neuronowych komórek progenitorowych, które są ograniczonymi komórkami macierzystymi zdolnymi do wytwarzania komórek mózgowych. Wyniki opublikowano w Advanced Functional Materials, prestiżowym czasopiśmie technicznym. Film uniwersytecki pokazuje, w jaki sposób miękkie gumowate rusztowanie można drukować warstwowo wraz z hydrożelem, specjalnym tuszem, który powleka i konserwuje komórki macierzyste.

"Musisz mieć coś w komórkach, aby po wydrukowaniu były szczęśliwe - w zasadzie pozostają żywe" - powiedział McAlpine.

Wykorzystanie tej technologii w medycynie regeneracyjnej dla ludzkich pacjentów trwa kilka lat: drukowane rusztowania muszą być testowane na zwierzętach, aby sprawdzić, czy naprawiają uszkodzenie rdzenia kręgowego, a następnie przeprowadzane będą testy na ludziach.

Odkrycie jest jednym z serii obejmujących druk 3D, który początkowo był stosowany w opiece zdrowotnej w celu stworzenia modeli do praktyki chirurgicznej, ale obecnie jest badany w celu stworzenia wszystkiego, od przeszczepów skóry do organów stałych do przeszczepu.

Inżynierowie U również byli jednymi z pierwszych, trzy lata temu, którzy donoszą o sukcesie w drukowaniu rusztowań, które mogą zostać wszczepione w nerwy obwodowe, aby kierować ich naprawą i odrastaniem.

Nerwy obwodowe "rosną jak chwasty" i potrzebują tylko tych strukturalnych wskazówek, powiedział McAlpine. Ale nerwy w rdzeniu kręgowym wydają się nie regenerować tak agresywnie, chyba że rusztowanie zapewni im kierunek, a komórki macierzyste pomogą im się złączyć - powiedział.

Około 17 000 urazów rdzenia kręgowego odnotowuje się każdego roku w Stanach Zjednoczonych. Nawet gdyby to trójwymiarowe podejście do druku mogło przywrócić tylko ograniczoną funkcję, byłoby to znaczącym postępem, powiedział Parr.

"Istnieje przekonanie, że osoby po urazie rdzenia kręgowego będą szczęśliwe tylko wtedy, gdy będą mogły znowu chodzić" - powiedziała. "W rzeczywistości większość z nich chce prostych rzeczy, takich jak kontrola pęcherza lub możliwość zatrzymania niekontrolowanych ruchów nóg. Te proste ulepszenia funkcji mogą znacznie poprawić ich życie."

menu
menu