Forskare från University of Minnesota har brutit ny mark inom det snabbt framskridande området för 3D-utskrift:Skapa stamcells-infunderade ställningar som kan implanteras i ryggmärgen för att reparera nervskador.

Tekniken har funnits i flera år för att skriva ut plastimplantat som innehåller levande celler. Men utmaningen var att göra det på ett sätt som skulle tillåta känsliga "neuronala" stamceller att överleva tryckprocessen så att de kan reparera nervskador efter transplantation.

"Ingen har kunnat skriva ut de stamcellerna där de differentierar till aktiva nervceller med en 3D-skrivare, sa Michael McAlpine, en U-mekanisk ingenjör som slog sig ihop med Dr Ann Parr, en neurokirurg, att leda forskningen. "Cellerna måste överleva utskriftsprocessen."

Teamet rapporterade nyligen en utskriftsmetod som möjliggjorde 75 procents överlevnad av neurala stamceller, som är begränsade stamceller som kan producera hjärnceller. Resultaten publicerades i Avancerade funktionella material , en prestigefylld teknisk tidskrift. En universitetsvideo visar hur den mjuka gummiartade ställningen kan tryckas i lager tillsammans med hydrogel, ett speciellt bläck som täcker och bevarar stamcellerna.

"Du måste ha något runt cellerna så att de är nöjda när de skrivs ut - i princip, de håller sig vid liv, " sa McAlpine.

Användningen av tekniken inom regenerativ medicin för mänskliga patienter återstår några år bort:De tryckta ställningarna måste testas på djur för att se om de reparerar ryggmärgsskador, och sedan skulle mänskliga tester följa.

Upptäckten är en i en serie som involverar 3D-utskrift, som ursprungligen användes inom hälso- och sjukvården för att skapa modeller för kirurgisk praxis, men nu studeras för skapandet av allt från hudtransplantat till solida organ för transplantation.

U-ingenjörer var också bland de första, tre år sedan, att rapportera framgång med att trycka ställningar som skulle kunna implanteras i perifera nerver för att vägleda deras reparation och återväxt.

Perifera nerver "växer som ogräs" och behöver bara den strukturella vägledningen, sa McAlpine. Men nerverna i ryggmärgen verkar inte regenerera lika aggressivt om inte ställningen ger dem riktning och stamcellerna hjälper dem att smälta samman, han sa.

Ungefär 17, 000 ryggmärgsskador rapporteras i USA varje år. Även om denna 3D-utskriftsmetod skulle kunna återställa endast begränsad funktion, det skulle vara ett betydande framsteg, sa Parr.

"Det finns en uppfattning om att människor med ryggmärgsskada bara kommer att vara glada om de kan gå igen, " sa hon. "I verkligheten, de flesta vill ha enkla saker som blåskontroll eller att kunna stoppa okontrollerbara rörelser av sina ben. Dessa enkla förbättringar i funktion kan avsevärt förbättra deras liv."

©2018 Star Tribune (Minneapolis)
Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.