構建脊髓仿生結構神經支架 中科院蘇州納米所研究獲進展

中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所研究員張智軍團隊利用生物 3D 打印技術，構建了一種具有脊髓仿生結構的神經支架，為 NSCs 的存活及向神經元分化提供了良好的微環(huán)境，應用于 SD 大鼠的脊髓損傷治療。

1.(a)HBC/HA/MA 生物墨水中發(fā)生的交聯(lián)反應;(b)生物 3D 打印仿脊髓結構神經支架用于脊髓損傷修復示意圖

據(jù)介紹，該治療策略中，研究人員創(chuàng)新性地設計、制備出由羥丁基殼聚糖(HBC)、巰基透明質酸(HA-SH)、二乙烯砜基透明質酸(HA-VS)及基質膠(MA)組成的具有良好可打印性和生物相容性的生物墨水 HBC/HA/MA。利用 HBC 優(yōu)異的溫度響應性及 HA-SH 與 HA-VS 間邁克爾加成反應的自發(fā)二次交聯(lián)，“一步法”實現(xiàn)了負載 NSCs 的神經支架生物 3D 打印。打印過程流暢、打印線條固化速度快(37℃20 s 內成膠)、成型后的支架結構穩(wěn)定、打印后支架內 NSCs 的存活率可達 95%。隨后，研究人員通過優(yōu)化生物信號(MA)、力學性能、孔徑大小等因素，有效增強了細胞 - 細胞以、細胞 - 支架之間的相互作用，從而顯著促進了 NSCs 向神經元分化。在此基礎上，研究人員考察了該 3D 神經支架在 SCI 大鼠中對脊髓損傷的修復效果。實驗結果表明，在 3D 打印支架的保護下植入的 NSCs 在體內存活時間長達 12 周，并且分化成神經元，形成神經纖維，實現(xiàn)軸突再生，從而改善了 SCI 大鼠后肢運動功能(圖 2)。

(a)生物打印脊髓結構 NSCs 支架移植入脊髓全橫斷 SD 大鼠體內;(b)手術移植后 12 周，SCI 大鼠后肢運動 BBB 評分;(c)生物打印支架內 NSCs 分化為神經元以及少突膠質細胞的免疫熒光染色圖

IT之家了解到，該研究為生物 3D 打印快速精準構建神經仿生支架及其在脊髓損傷修復等再生醫(yī)學領域的應用提供了一種新策略。

關鍵詞： 中科院 蘇州 納米所 研究