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3D打印即将进军神经再生领域

002015-10-27来源:科技日报

打印牙齿、骨骼甚至包括气管在内的各种器官——3D打印技术已经在制造定制化生物医学植入物质方面大显神通。这还不算什么,3D打印下一步即将进军的是神经再生领域。 据《麻省理工技术评论》杂…

打印牙齿、骨骼甚至包括气管在内的各种器官——3D打印技术已经在制造定制化生物医学植入物质方面大显神通。这还不算什么,3D打印下一步即将进军的是神经再生领域。


据《麻省理工技术评论》杂志官网报道,美国科学家研制出一种新的3D打印结构,它可以用来“引导”受损神经末梢的再生和重新连接。这意味着3D打印机或将成为神经外科医生手中的“神器”。


目前最常见的神经修复手术需要从身体其他部位取出神经组织来“拆东墙补西墙”。这不但需要额外的手术,而且可能给原本正常的身体部位带来问题。另一种方法是使用一个管状的人工支架,将其安装在两个受损神经末梢的中间。这种支架在促进神经生长的生物化学“信号”的帮助下,可以作为引导神经再生的通道。由于神经和神经损伤部分的形状一般较为复杂,这为3D打印技术找到了用武之地。


在实验中,美国明尼苏达大学机械工程学教授迈克尔·麦卡宾与其同事,切除了实验鼠包括神经分叉点在内长度为10毫米的坐骨神经。他们使用3D扫描仪来记录神经缺损部分的几何信息,然后将这些信息传输到3D打印机中并设计打印出结构复杂的人工支架。


值得注意的是,在正常的坐骨神经中,Y型神经结构的分支或以感觉神经纤维为主,或以运动神经纤维为主。3D打印机的另一项“神通”是可在人工支架中精确地置入比例适量的生物化学“信号”来分别促进不同分支的再生。这一支架成功地让实验鼠受损的坐骨神经得以再生。


研究人员认为,这一新技术应被看做一个新的起点,它为利用3D打印技术来制造复杂植入结构的新的再生方案“打开了大门”。他们计划尝试使用其他生物化学材料以更好地促进受损神经的修复,其中包括一种可生物降解材料,这种材料打印出的人工支架一旦帮助神经完成修复即在体内降解。麦卡宾估计,他们所展示的新技术在5到10年内可在人体内进行实验。

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