設(shè)計(jì)3-D生物印刷支架以再生受損的周圍神經(jīng)系統(tǒng)
在過(guò)去十年左右的時(shí)間里,隨著技術(shù)變得更加精確和易于使用,3D打印技術(shù)也越來(lái)越受歡迎。現(xiàn)在,薩斯喀徹溫大學(xué)的研究人員正在研究如何使用3D打印來(lái)幫助受損的神經(jīng)系統(tǒng)重新生長(zhǎng)。
控制大腦和脊髓以外的身體的周圍神經(jīng)系統(tǒng)可能因不良飲食,毒素和創(chuàng)傷而受損。它也可能被糖尿病等疾病所破壞,糖尿病影響全球約4.22億人,加拿大有340萬(wàn)人。
周圍神經(jīng)系統(tǒng)的損傷會(huì)影響我們的觸覺(jué)和電機(jī)控制。目前用于治療由于損傷導(dǎo)致的神經(jīng)系統(tǒng)中的大間隙的標(biāo)準(zhǔn)是神經(jīng)自體移植物,其中來(lái)自身體另一部分的供體神經(jīng)用于修復(fù)受損部位。
但是,這個(gè)過(guò)程并不完美;神經(jīng)修復(fù)的供體部位有限,甚至成功的移植物通常只能恢復(fù)神經(jīng)原始功能的一部分。為了改善神經(jīng)再生,三維印刷和生物技術(shù)的結(jié)合可能是答案。
由薩斯喀徹溫大學(xué)Daniel Chen領(lǐng)導(dǎo)的組織工程研究小組的博士后研究員Liqun Ning過(guò)去幾年一直在研究如何利用3-D生物印刷來(lái)幫助神經(jīng)細(xì)胞再生。他的解決方案涉及結(jié)合工程和生物醫(yī)學(xué),以創(chuàng)建支架,可以指導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞在大面積受損區(qū)域的生長(zhǎng)。
“我的背景實(shí)際上是機(jī)械工程,但組織工程是工程學(xué)和生物醫(yī)學(xué)的結(jié)合。所以我想,在我博士研究的最初階段,也許我可以運(yùn)用我的知識(shí),背景,并提供技巧來(lái)幫助生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的人們,“寧說(shuō)。
Ning在其最近的論文中發(fā)表的研究工作涉及使用施萬(wàn)細(xì)胞,支持神經(jīng)系統(tǒng)中的細(xì)胞,可以迫使神經(jīng)細(xì)胞正常生長(zhǎng),在三維印刷水凝膠基支架中,以促進(jìn)和指導(dǎo)再生受損的神經(jīng)。
傳統(tǒng)上,諸如微CT成像的測(cè)試技術(shù)將用于對(duì)像這些生物印刷支架的樣品成像。但是,該測(cè)試方法的一個(gè)步驟是冷凍干燥樣品。該冷凍干燥過(guò)程可能部分地?fù)p壞支架,這意味著從圖像中看到的結(jié)構(gòu)不完全是完整支架將具有的結(jié)構(gòu)。該成像過(guò)程也可能需要幾個(gè)小時(shí)來(lái)掃描一個(gè)樣品。
在加拿大光源,樣品可以在沒(méi)有任何冷凍干燥的情況下成像,保留真正的支架結(jié)構(gòu)。這個(gè)過(guò)程也快得多,掃描一個(gè)樣本只需要大約10分鐘。
此時(shí),在此方法看到常規(guī)醫(yī)療用途之前,寧還有一些工作要做。他想在腳手架上解決一些問(wèn)題;特別是,他想嘗試一些不同的技術(shù)來(lái)更好地指導(dǎo)神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育。然后將進(jìn)行體內(nèi)試驗(yàn),在活體動(dòng)物身上進(jìn)行測(cè)試,以確保一切在生物體中如預(yù)期的那樣起作用,并進(jìn)行臨床試驗(yàn)以與人進(jìn)行測(cè)試。但是,Ning希望這個(gè)過(guò)程相對(duì)較快。
“經(jīng)過(guò)四五年的研究,這個(gè)領(lǐng)域發(fā)展得如此之快。每年都有很多新技術(shù)出現(xiàn)。我相信在生物醫(yī)學(xué),生物學(xué),材料科學(xué)和工程領(lǐng)域工作的人們,周邊問(wèn)題神經(jīng)再生以及其他組織工程應(yīng)用可以在不久的將來(lái)解決。“
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