這個微小的框架上布滿了精密的通道,用以引導幹細胞生長成神經纖維,並在動物實驗中,成功地跨越斷裂的脊髓,重新建立神經連結。圖為明尼蘇達大學研究團隊所開發的3D列印「類器官支架」。(圖:明尼蘇達大學 / McAlpine研究小組)
李惠芬/核稿編輯
〔編譯陳成良/綜合報導〕根據《每日科技》(SciTechDaily)網站報導,美國明尼蘇達大學雙城分校的科學家,成功地結合了3D列印、幹細胞科學與組織培養三項前沿技術,開發出一種修復脊髓損傷的全新方法。在動物實驗中,這項技術已成功地讓神經纖維跨越完全斷裂的脊髓,重新建立連結並恢復運動功能,為未來治癒癱瘓帶來了新的希望。
脊髓損傷之所以難以治癒,最大的障礙在於,受損區域的神經纖維無法自行重新生長,跨越受傷的「鴻溝」。為解決此一難題,研究團隊設計了一種特殊的3D列印「類器官支架」(organoid scaffold)。
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這個微小的框架上,布滿了精密的微型通道,研究論文的第一作者、前明尼蘇達大學博士後研究員韓圭範(Guebum Han)解釋:「我們利用3D列印的通道來引導幹細胞的生長,確保新的神經纖維朝著期望的方向延伸。這個方法創造了一個中繼系統,當被植入脊髓後,能繞過受損的區域。」
幹細胞的神奇再生
研究人員在這些微型通道中,填充了源自人類成體幹細胞的「脊髓神經祖細胞」(sNPCs)。在將這些載有細胞的支架,移植到脊髓完全斷裂的大鼠體內後,這些祖細胞成功地分化為神經元,並向著頭、尾兩個方向,同時伸出了它們的神經纖維,最終與大鼠自身原有的神經迴路,形成了新的連結。隨著時間推移,這些新生的神經細胞無縫地整合進宿主的脊髓組織中,讓癱瘓的大鼠,恢復了顯著的運動功能。
明尼蘇達大學神經外科教授帕爾(Ann Parr)對此一成果感到極度振奮,她表示:「再生醫學為脊髓損傷研究帶來了一個新紀元。」她所領導的實驗室,對於探索團隊口中的「迷你脊髓」未來在臨牀轉譯上的潛力,感到非常興奮。儘管此研究仍處於早期階段,但它為全球數十萬名脊髓損傷患者,提供了一條充滿希望的新道路。這項突破性成果,已發表於《先進醫療材料》(Advanced Healthcare Materials)期刊。
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標題:脊髓損傷有解 美開發修復斷裂脊髓可望恢復運動
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