来自以色列特拉维夫大学 Sagol 再生生物技术中心的 Tal Dvir 博士带领的研究团队与以色列再生医学公司 Matricelf 合作,利用生物3D打印技术,成功开发了一种 3D 打印脊髓组织植入物,可以有效修护断裂的脊柱。在动物试验中, 新型疗法让100%的早期瘫痪小鼠以及80%的长期瘫痪小鼠恢复了行走能力。这是全球第一个组织工程植入物在长期瘫痪动物模型中恢复运动能力的实例 。
Tal Dvir 博士
相关研究以“Regenerating the Injured Spinal Cord at the Chronic Phase by Engineered iPSCs-Derived 3D Neuronal Networks”为题,发表在最新一期的 Advance Science 杂志上。
那什么是生物3D打印技术呢?虽然之前大热的3D打印技术现在已经消声觅迹,但这并不代表对它的研究和应用就止步不前。生物3D打印技术就是3D打印技术的一种,不过和普通的3D打印所使用的耗材不一样。生物3D打印技术所使用的是生物材料、细胞及生物活性因子等组成的生物墨水来进行活细胞打印。通过所需的组织或器官的不同,来精确调控生物墨水中各组分比例及打印条件,更好地模拟不同组织或器官的力学性能、生理结构和生物功能,从而实现组织或器官的快速精准制造与损伤修复。
想要修复脊髓损伤,最主要的就是要创造一个适合组织再生的微环境,帮助脊髓再生。
Sagol 再生生物技术中心负责人Tal Dvir 教授及他的团队成功开发的 3D 打印脊髓组织植入物也是这样。他们先从患者身上采集腹部脂肪组织(我们体内的所有组织都由细胞和细胞外基质组成)。然后将其中的细胞重新编程,使它们恢复到类似胚胎干细胞的状态。细胞外基质中制备了一种个性化水凝胶,防止干细胞移植后出现免疫或排斥反应。其后,在模拟脊髓胚胎发育的过程,将这些细胞转化为含有运动神经元的神经元网络3D 植入物,为大脑和四肢之间的交流重新建立桥梁,帮助瘫痪的人重新掌握自己的身体。
研究示意图
据悉,在这动物实验成功之后, Matricelf 公司已经开始和美国 FDA 进行沟通, 准备在 2024 年底之前通过其 3D 打印脊髓植入物进入人体试验。该公司表示,人类距离治愈瘫痪可能只有几年的时间。
其实早在3D打印技术出来的时候,大家就对打印活体组织或器官,如心脏、肝脏等,抱有很高的期待。因为现在全球器官移植的缺口很大,有许多人甚至都等不到合适的器官。而组织或器官的结构非常精细复杂,想要通过体外构建组织或器官解决目前器官移植供源不足的问题,在目前看来都还是不可能的。但之前被认为是不治之症的脊髓损伤,现在也有了不同的治疗方法。
器官移植
科技在不断进步,我们也从未停止探索,总有一天大家会看到希望的曙光。