隨著3D打印技術在醫學領域應用的飛速發展，科學家們不斷獲得具有重要意義的發現。近日，美國的一個研究團隊首次開發出了獨一無二的3D打印導板（guide），幫助受損的復雜神經再生其感覺和運動功能。這項開創性的研究是在明尼蘇達州進行的，有可能幫助到每年成千上萬不幸遭遇到神經損傷或者相關疾病的患者。
神經再生是一個非常復雜的過程。由于這種復雜性，在損傷或疾病后的神經再生是非常罕見的，因此，神經性損傷往往是永久性的。科學家們已經發現，外圍外圍系統往往具有修復和再生的特性或能力，但是中樞神經系統在大多數情況下是不能自我修復和再生。在目前，還沒有發現人類中樞神經損傷之后經過治療恢復神經功能的案例。此外，盡管外周神經系統具有再生的能力，但是科學家們還需要進行大量的研究以優化環境并有效地激發出其再生潛力。如今，有科學家借助3D打印方法為這一問題找到了一個解決方案。
根據最近發表在《Advanced Functional Materials》上的一項研究，研究人員將3D成像與3D打印技術相結合，創建了一個植入了生化線索的定制硅膠導板，以幫助神經再生。而且這個3D打印導板的有效性已經在實驗室里通過了對老鼠的測試。
在測試中，研究人員用3D掃描儀對老鼠的坐骨神經結構進行了逆向工程。這個神經結構被放置在一個電動載物臺（CR1/M-Z7E，Thorlabs公司）上，然后利用單相機投影SLS系統（SLS-1，David）從對老鼠的組織進行360度地旋轉成像，并生成3D模型。
然后通過一系列復雜的過程（論文原文在此，這里不再贅述），研究人員用一個專門定制的3D打印機打印出導板，并摻入3D打印的化學線索以促進運動和感覺神經再生。
一旦制作完成，上述3D打印導板通過手術移植到老鼠神經的切割端。讓研究團隊非常滿意的是再10—12周之后老鼠的再次行走能力獲得了明顯的提升。
“這是一個重要的概念證明，代表了3D打印定制的神經導板可以用于復雜神經損傷再生。”明尼蘇達大學機械工程教授兼該項研究的首席研究員Michael McAlpine表示。“我們希望未來有一天在醫院能夠有一臺3D掃描儀和3D打印機可以現場打造定制的神經導板，以恢復患者的神經功能。”
據了解，3D掃描和3D打印這樣的導板大約需要一個小時，而老鼠再生神經需要數周時間。McAlpine稱在此以前的研究只是驗證了線性神經的在生長。但是這次是第一次證明定制的導板能夠促進像Y形坐骨神經這樣具有感覺和運動分支的復雜神經再生長。
“最令人興奮的是，我們下一步將會把這些導板植入人體，而不是老鼠。”McAlpine說。但是這中間有一個很大的挑戰是人的神經不能像老鼠的那樣取下來進行全方位的3D掃描。幸運的是，McAlpine自有對策。他說，未來將會根據對于他人或者醫院里尸體的神經組織掃描結果建立一個“模型庫”，以幫助創建與患者匹配的3D打印導板。
除了McAlpine之外，該項目的主要研究者還包括：弗吉尼亞理工大學的Blake N. Johnson、約翰霍普金斯大學的Xiaofeng Jia；普林斯頓大學的Karen Z. Lancaster、Esteban Engel和Lynn W. Enquist。該研究得到了美國國立衛生研究院（NIH）、美國國防部高級研究計劃局、馬里蘭干細胞研究基金以及普林斯頓大學Grand Challenges項目的補助金。
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