Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего напечатали на 3D-принтере каркас спинного мозга, который обеспечивает прорастание поврежденных нервных клеток и восстановление их работы.
Пока речь идет только о крысах, которым исследователи частично восстановили работу спинного мозга. Технология быстрой 3D-печати для создания каркаса органа или тканей и заселения их стволовыми клетками используется уже давно. Она позволяет структурировать рост нужных клеток в заданном направлении и расположении.
Спинной мозг представляет собой длинные нитевидные расширения нервных клеток – аксоны, которые тянутся от одних нейронов к другим. При повреждении аксоны пересекаются, и до настоящего момента не удавалось добиться роста поврежденных отростков в нужном направлении. А это делало невозможным восстановление физической функции, то есть подвижности.
Исследователи распечатали и приживили крысам два импланта длиной 2 мм, которые предварительно были заселены стволовыми нервными клетками. Через несколько месяцев новая ткань спинного мозга полностью проросла сквозь импланты и соединила поврежденные участки мозга. Как результат, у крыс значительно улучшилось функционирование задних лап.
Каркас-имплант по сути направляет рост аксонов через поврежденный участок, формируя естественную структуру спинного мозга. Особенно важно то, что в имплантированый участок проросли кровеносные сосуды, то есть сформировался новый участок кровеносной сети, обеспечивающий выживание клеток. А этот момент всегда был одним из основных препятствий имплантации тканей на долгосрочный период.
Импланты, которые можно распечатать на 3D-принтере, представляют собой комплекс крошечных каналов шириной 200 мкм, что всего в 2 раза больше ширины человеческого волоса. Новая технология, разработанная учеными, позволяет печатать 2 мм импланта за 1,6 секунды. Обычным 3D-принтерам понадобилось бы несколько часов для печати даже намного более простых структур. Теперь процесс печати несложно масштабировать до размеров спинного мозга человека, причем такой имплант будет идеально подходить для поврежденного участка спинного мозга данного пациента.
На данный момент ученые планируют добавит в каркас специальные белки, которые будут дополнительно стимулировать выживание стволовых клеток и рост аксонов. На следующем этапе технология будет опробована на более крупных животных, приближая тот момент, когда 3D-импланты можно будет вживить людям с поврежденным позвоночником.
