突破瓶颈！3D打印+干细胞技术助力神经再生
发布时间：
2025-08-29
脊髓损伤是全球医学界的“不愈之伤”。8月23日，明尼苏达大学团队在《先进医疗材料》发表重磅研究，为这一困局撕开一道曙光：通过3D打印技术构建“智能支架”，结合干细胞培育的神经祖细胞，成功在脊髓完全断裂的大鼠体内搭起神经通路，使其12周后重新恢复行走能力。
脊髓损伤：医学界“不愈之伤”的百年困境
脊髓是连接大脑与身体的“信息高速路”，一旦因车祸、坠落等意外完全断裂，神经信号便彻底中断，导致瘫痪。更棘手的是，中枢神经细胞几乎丧失自然再生能力，传统治疗手段（如康复训练、药物干预）仅能缓解症状，无法修复断裂的神经回路。
过去直接注射干细胞的治疗方式，因缺乏对细胞生长的有效引导，常导致细胞无序增殖，难以形成有功能的神经连接。这一核心难题长期制约着脊髓损伤治疗的进展，直到3D打印技术与干细胞生物学的交叉融合，为破局提供了新路径。
3D打印+干细胞：“智能支架”搭建神经再生“高速路”
针对这一挑战，明尼苏达大学机械工程系研究团队将工程学的“精准控制”与生物学的“再生潜能”深度融合，创造出“类器官支架”这一革命性工具。
研究团队首先利用生物相容性材料3D打印出微通道支架——这些直径仅200微米（约头发丝粗细）的微观通道，模拟了正常脊髓组织的微环境，如同为神经纤维铺设了“带护栏的高速公路”，确保其按目标方向生长。随后，团队将从人类成体干细胞分化而来的“脊髓神经祖细胞”注入支架。这些“神经种子”在支架引导下增殖分化，40天后竟在体外“长”出一个高度有序的神经网络——“迷你脊髓”类器官。
研究指出，这一“体外预制+体内移植”的模式，通过支架结构的物理引导，有效避免了传统细胞移植的无序性，为神经回路的精准重建提供了关键技术支撑。
大鼠实验成功：瘫痪12周后，它们重新站了起来
为验证技术有效性，团队选择脊髓完全断裂的大鼠（最严重损伤模型）进行实验。将“迷你脊髓”支架移植至损伤部位后，奇迹逐步显现：
运动功能恢复：术后12周，接受移植的大鼠BBB运动功能评分（评估后肢运动能力的专业量表）达8.4分，而未治疗组与仅植入空支架的对照组评分仅为2.25和3.6分。这些曾被完全瘫痪的大鼠不仅能支撑体重，还能协调四肢行走。
神经通路重建：电生理检测显示，治疗组大鼠大脑发出的电信号可经新神经回路传递至下肢肌肉，证实“信息高速路”已成功贯通。
细胞融合验证：显微镜观察到，人类来源的神经细胞不仅存活，还主动延伸突触，与大鼠自身脊髓神经末梢“握手”，形成稳定的新连接。
研究人员表示，这一成果标志着再生医学在脊髓损伤治疗领域迈出了关键一步。目前，团队正推进技术优化：开发可降解支架（避免异物残留）、探索更复杂神经细胞组合（重建感觉功能），并通过多学科合作加速临床转化。
尽管从大鼠到人类的临床应用仍需跨越规模化生产、安全性评估等挑战，但这项研究无疑为全球30万脊髓损伤患者点亮了希望之光——曾经“不可逆”的瘫痪，正被科学与技术的力量重新“改写”。
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