Για πρώτη φορά, μια ερευνητική ομάδα στις πόλεις Twin City του Πανεπιστημίου της Μινεσότα έδειξε μια πρωτοποριακή διαδικασία που συνδυάζει 3D εκτύπωση, βιολογία βλαστικών κυττάρων και εργαστηριακούς ιστούς για ανάκτηση τραυματισμού του νωτιαίου μυελού.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε πρόσφατα στο Προηγμένα υλικά υγειονομικής περίθαλψηςένα επιστημονικό περιοδικό.
Σύμφωνα με το Εθνικό Στατιστικό Κέντρο Τραυματισμού του νωτιαίου μυελού, περισσότεροι από 300.000 άνθρωποι στις Ηνωμένες Πολιτείες υποφέρουν από τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού, ωστόσο δεν υπάρχει τρόπος να αντιστραφεί πλήρως η ζημιά και η παράλυση από τον τραυματισμό. Μια σημαντική πρόκληση είναι ο θάνατος των νευρικών κυττάρων και η αδυναμία των νευρικών ινών να αναζωογονούνται σε όλη τη θέση τραυματισμών. Αυτή η νέα έρευνα αντιμετωπίζει αυτό το πρόβλημα επικεφαλής.
Η μέθοδος περιλαμβάνει τη δημιουργία ενός μοναδικού πλαισίου τρισδιάστατης εκτύπωσης για τα εργαστηριακά όργανα, που ονομάζεται οργανοειδές ικρίωμα, με μικροσκοπικά κανάλια. Αυτά τα κανάλια έπειτα συμπληρώνονται με περιφερειακά ειδικά νευρικά προγονικά κύτταρα της σπονδυλικής στήλης (SNPCs), τα οποία είναι κύτταρα που προέρχονται από ανθρώπινα ενήλικα βλαστοκύτταρα που έχουν την ικανότητα να χωρίζουν και να διαφοροποιούν σε συγκεκριμένους τύπους ώριμων κυττάρων.
“Χρησιμοποιούμε τα 3D τυπωμένα κανάλια του ικριώματος για να κατευθύνουμε την ανάπτυξη των βλαστικών κυττάρων, γεγονός που εξασφαλίζει ότι οι νέες νευρικές ίνες αναπτύσσονται με τον επιθυμητό τρόπο”, δήλωσε ο Guebum Han, πρώην Πανεπιστημίου της Μινεσότα Μηχανολόγων Μηχανικών Μηχανικών Ερευνητή και πρώτος συγγραφέας στο έγγραφο που εργάζεται επί του παρόντος στο Intel Corporation. “Αυτή η μέθοδος δημιουργεί ένα σύστημα αναμετάδοσης που όταν τοποθετείται στο νωτιαίο μυελό παρακάμπτει την κατεστραμμένη περιοχή”.
Στη μελέτη τους, οι ερευνητές μεταμοσχεύουν αυτά τα ικριώματα σε αρουραίους με νωτιαίο μυελό που είχαν αποκομιστεί εντελώς. Τα κύτταρα διαφοροποιήθηκαν επιτυχώς σε νευρώνες και επέκτειναν τις νευρικές τους ίνες και στις δύο κατευθύνσεις – το ογκικό (προς το κεφάλι) και το ουραίο (προς την ουρά) – για να σχηματίσουν νέες συνδέσεις με τα υπάρχοντα νευρικά κυκλώματα του ξενιστή.
Τα νέα νευρικά κύτταρα ενσωματώνονται άψογα στον ιστό του νωτιαίου μυελού ξενιστή με την πάροδο του χρόνου, οδηγώντας σε σημαντική λειτουργική ανάκτηση στους αρουραίους.
“Η αναγεννητική ιατρική έχει προκαλέσει μια νέα εποχή στην έρευνα του νωτιαίου μυελού”, δήλωσε ο Ann Parr, καθηγητής νευροχειρουργικής στο Πανεπιστήμιο της Μινεσότα. “Το εργαστήριό μας είναι ενθουσιασμένο για να διερευνήσει το μελλοντικό δυναμικό των« μίνι νωτιαίου μυελού μας »για την κλινική μετάφραση».
Ενώ η έρευνα βρίσκεται στα αρχικά της στάδια, προσφέρει μια νέα οδό ελπίδας για όσους έχουν τραυματισμούς του νωτιαίου μυελού. Η ομάδα ελπίζει να αυξήσει την παραγωγή και να συνεχίσει να αναπτύσσει αυτό το συνδυασμό τεχνολογιών για μελλοντικές κλινικές εφαρμογές.
Εκτός από τους Han και Parr, η ομάδα περιλάμβανε τον Hyunjun Kim και τον Michael McAlpine από το Τμήμα Μηχανολόγων του Πανεπιστημίου της Μινεσότα. Nicolas S. Lavoie, Nandadevi Patil και Olivia G. Korenfeld από το Τμήμα Νευροχειρουργικής του Πανεπιστημίου της Μινεσότα. Manuel Esguerra από το Τμήμα Νευροεπιστήμης του Πανεπιστημίου της Μινεσότα. και Daeha Joung από το Τμήμα Φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια.
Το έργο αυτό χρηματοδοτήθηκε από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας, το κράτος της τραυματισμού του νωτιαίου μυελού της Μινεσότα και του τραυματικού προγράμματος επιχορήγησης εγκεφαλικού τραυματισμού και της κοινωνίας του νωτιαίου μυελού.
Διαβάστε το πλήρες έγγραφο με τίτλο “Τα ικριώματα 3D εκτύπωσης προωθούν τον ενισχυμένο σχηματισμό οργανώσεων της σπονδυλικής στήλης για χρήση σε τραυματισμό του νωτιαίου μυελού” στον ιστότοπο των προηγμένων υλικών υγειονομικής περίθαλψης.
