來自中國四川大學(xué)和廈門大學(xué)的研究人員已經(jīng)開發(fā)了3D打印的自粘繃帶，能夠提供神經(jīng)修復(fù)藥物。該小組制造的紗布包括兩個(gè)點(diǎn)擊激活的水凝膠層和一個(gè)內(nèi)部區(qū)域，可以裝載再生藥物。一旦包裹在受傷的神經(jīng)部位周圍，該裝置就會以刺激周圍神經(jīng)系統(tǒng)（PNS）中神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞生長的方式釋放藥物。未來，科學(xué)家們相信，他們新穎的3D打印敷料設(shè)計(jì)可以在進(jìn)行廣泛的神經(jīng)修復(fù)手術(shù)（如神經(jīng)性腹瀉）時(shí)為醫(yī)生提供幫助。

中國團(tuán)隊(duì)的3D打印繃帶（如圖）被證明能夠存儲和釋放增強(qiáng)細(xì)胞的藥物有效載荷。圖片來自《高級科學(xué)》雜志

神經(jīng)外傷的新療法

從運(yùn)動(dòng)事故到腫瘤等多種疾病，可能會損傷周圍神經(jīng)，但在受影響的區(qū)域，幾乎總是伴隨著感覺功能的喪失。盡管PNS具有再生能力，并且能夠在某些情況下自行恢復(fù)，但這在很大程度上取決于受傷的程度和規(guī)模。

在某些情況下，必須部署神經(jīng)性腹瀉術(shù)（專門手術(shù)）以將神經(jīng)縫合在一起，但是根據(jù)美國空軍的研究，只有50％的治療是成功的。為了使該程序更有效，許多科學(xué)家目前正在研究創(chuàng)建更有利的環(huán)境，促進(jìn)細(xì)胞生長并引發(fā)更積極反應(yīng)的方法。

除了泄漏外，NGS的安裝也很棘手，這對于在細(xì)膩的神經(jīng)末梢周圍使用不是很理想，神經(jīng)末梢需要仔細(xì)治療以避免進(jìn)一步的損傷。同時(shí)，3D打印技術(shù)在制造NGS方面顯示出了巨大的潛力，該產(chǎn)品可以預(yù)裝藥物并在受傷部位就地釋放。在這種注入藥物的增材制造方法的基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)著手制造自己的可生物降解的神經(jīng)修復(fù)解決方案。

使用DLP打印工藝，該團(tuán)隊(duì)能夠在內(nèi)部注入藥物的水凝膠制造繃帶。圖片來自《高級科學(xué)》雜志。

科學(xué)家的“可點(diǎn)擊” 3D打印繃帶

為了創(chuàng)建自己的自粘繃帶，研究人員使用數(shù)字光處理（DLP）3D打印機(jī)將一組可點(diǎn)擊的官能化單體聚合為矩形。對于每個(gè)結(jié)構(gòu)的第二層，部署了一種不同的墨水，其中包含XMU-MP-1納米顆粒，該藥物用于促進(jìn)患者蛋白質(zhì)和細(xì)胞的生長。

通過將促進(jìn)細(xì)胞生長的藥物包裹在聚合物殼中，研究人員能夠精確地控制其擴(kuò)散速度。圖片來自《高級科學(xué)》雜志。

在下一個(gè)測試階段，將繃帶注射到實(shí)驗(yàn)大鼠的背部，并在15周的時(shí)間內(nèi)對其進(jìn)行觀察。植入物未引起視覺發(fā)炎，并表現(xiàn)出良好的生物相容性，證明該裝置能夠在體內(nèi)使用，而不會引起刺激或身體排斥。

隨后進(jìn)行了大鼠坐骨神經(jīng)的體內(nèi)手術(shù)，在此期間，研究小組3D打印的水凝膠繃帶的表面張力使其能夠滾動(dòng)并粘附在患處。三個(gè)月后，研究人員重新打開傷口，發(fā)現(xiàn)神經(jīng)已完全愈合，其裝置已成為其恢復(fù)的關(guān)鍵。在測試過程中證明他們的附加敷料可以部署其藥物有效載荷而不會損壞附近的組織后，該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為他們的方法是成功的。通過進(jìn)一步的研究和優(yōu)化，科學(xué)家希望他們的繃帶既可以在現(xiàn)有的手術(shù)中使用，也可以開發(fā)出用于神經(jīng)修復(fù)的新型生物材料。

3D打印和修復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)

同樣，日本京都大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)了一種創(chuàng)新的3D打印再生神經(jīng)組織的方法。通過在“針陣列”中制作細(xì)胞，該團(tuán)隊(duì)能夠?qū)⑺鼈冎苯幼⑸涞绞軅课弧?/span>

在其他地方，澳大利亞臥龍崗大學(xué)的科學(xué)家成功地通過3D打印了通常在大腦中發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)細(xì)胞。研究人員認(rèn)為，他們的工作可能是朝著創(chuàng)建用于治療各種精神疾病的合成組織邁出的重要的第一步。