研究人员开发出 3D 打印方法有望修复脑损伤

牛津大学研究人员开发的一项突破性技术有一天可以为那些遭受脑损伤的人提供量身定制的修复。研究人员首次证明，神经细胞可以通过 3D 打印来模仿大脑皮层的结构。研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

脑损伤，包括外伤、中风和脑肿瘤手术引起的损伤，通常会对大脑皮层(人脑的外层)造成严重损伤，导致认知、运动和交流困难。例如，全球每年约有 7000 万人遭受创伤性脑损伤 (TBI)，其中500 万人病情严重或死亡。目前，严重脑损伤尚无有效治疗方法，严重影响生活质量。

组织再生疗法，尤其是那些植入源自患者自身干细胞的疗法，可能是未来治疗脑损伤的一条有前途的途径。然而，到目前为止，还没有方法可以确保植入的干细胞模仿大脑的结构。

在这项新研究中，牛津大学研究人员通过 3D 打印人类神经干细胞制造了两层脑组织。当植入小鼠脑切片时，这些细胞显示出与宿主组织令人信服的结构和功能整合。

主要作者金永成博士(牛津大学化学系)表示：“这一进展标志着朝着制造具有天然脑组织完整结构和功能的材料迈出了重要一步。这项工作将为探索人类皮层的运作方式，从长远来看，它将为遭受脑损伤的人带来希望。”

皮质结构由人类诱导多能干细胞(hiPSC)制成，它有潜力产生大多数人体组织中发现的细胞类型。使用 hiPSC 进行组织修复的一个关键优势是，它们可以很容易地从患者自身采集的细胞中获得，因此不会引发免疫反应。

通过使用生长因子和化学物质的特定组合，hiPSC 分化为大脑皮层两个不同层的神经祖细胞。然后将细胞悬浮在溶液中以产生两种“生物墨水”，然后将其打印以产生两层结构。在培养中，打印的组织保持其分层细胞结构数周，如层特异性生物标志物的表达所示。

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