Машиностроители помогли нейрохирургам, как 3D-принтер помогает лечить паралич

Учёные из Университета городов-побратимов Миннеаполиса и Сент-Пола представили прорывной метод лечения травм спинного мозга, сочетающий 3D-печать, биологию стволовых клеток и выращивание тканей в лаборатории. Работа опубликована в журнале Advanced Healthcare Materials и уже вызвала большой интерес в области регенеративной медицины.

Как работает технология

Ключ к новому подходу — создание оргоноидного каркаса с помощью 3D-печати. В специально разработанные каналы этого каркаса помещаются клетки-предшественники спинных нейронов (sNPC), полученные из взрослых человеческих стволовых клеток. Эти клетки обладают способностью делиться и дифференцироваться в зрелые нейроны.

«Мы используем напечатанные каналы для направления роста стволовых клеток. Это позволяет вновь сформированные нервные волокна расти в нужном направлении и обходить повреждённый участок спинного мозга», — поясняет первый автор исследования, Гебум Хан.

Эксперименты на животных

Учёные имплантировали каркасы крысам с полностью повреждённым спинным мозгом. Результаты превзошли ожидания:

• клетки успешно превратились в нейроны,

• новые волокна протянулись в обе стороны — к голове (рострально) и к хвосту (каудально),

• сформировались соединения с существующими нервными цепями организма.

Со временем эти новые клетки полностью интегрировались в ткань спинного мозга, что привело к значительному восстановлению двигательных функций у животных.

Шаг к клиническому применению

«Регенеративная медицина открыла новую эру в лечении повреждений спинного мозга. Мы надеемся, что наши "мини-спинные мозги" смогут однажды применяться в клинике», — отмечает профессор нейрохирургии Миннесотского университета Энн Парр.

Исследование пока находится на раннем этапе, но оно даёт надежду сотням тысяч людей с травмами спинного мозга. Следующий шаг — масштабирование технологии и подготовка к клиническим испытаниям.

Кто работал над проектом

В исследовании участвовали специалисты из разных областей — машиностроения, нейрохирургии, нейробиологии и физики. Проект получил финансирование от Национального института здравоохранения, штата Миннесота и Общества по изучению травм спинного мозга.