Учёные Калифорнийского университета в Сан-Диего рассказали о перспективах применения 3D технологий для помощи людям, пострадавшим от спинномозговой травмы. Главный научный сотрудник проекта профессор Марк Тушински сообщил о разработке имплантата, который поможет восстанавливать функции спинного мозга даже после тяжелейших травм.
Команда учёных Калифорнийского университета использовала технологии 3D печати для создания имплантата из биомиметического геля, имитирующего структуры центральной нервной системы. Один из авторов проекта, доктор Шаочэнь Чэнь пояснил, что отростки нервных клеток – аксоны – могут распространяться в любую сторону, а имплантат должен служить своего рода ориентиром правильного направления. Крошечные каналы в его структуре – их диаметр не превышает 200 микрометров – заполняют нейральными стволовыми клетками, эти клетки стимулируют процесс нейрогенеза и дальнейшей регенерации нервных тканей в повреждённом участке спинного мозга. Реконструкция связей между клетками спинного мозга является ключевым этапом выздоровления и восстановления физических функций.
Концепцию регенерации аксонов путём подражания анатомии спинного мозга до травмы успешно проверили на лабораторных крысах с тяжёлыми повреждениями спинного мозга. Исследователи распечатали имплантаты размером около 2 миллиметров и заполнили ячейки стволовыми клетками – процесс печати биомиметическим гелем занял 1,6 секунды. Через несколько месяцев прогресс в состоянии испытуемых грызунов был очевиден – парализованные животные постепенно восстанавливали двигательную активность в конечностях. Дальнейшее изучение показало, что связь между повреждёнными участками спинного мозга полностью восстановилась.
Член команды университета доктор Вэй Зу рассказал, что 3D технологии обеспечивают гибкость подобного концепта. В качестве доказательства возможности применения подобных имплантатов в больших масштабах, а именно – при травмах спинного мозга у человека, учёные продемонстрировали образец размером около 4 см – его смоделировали на основе снимка МРТ реального больного с травмой позвоночника, на печать имплантата ушло не более 10 минут.
Исследователи также пояснили, что достоинство варианта с десятками крошечных каналов в структуре состоит в том, что такой имплантат отлично приживается. Стволовым клеткам, которые помещаются в некоторые каналы, необходимо питание – полноценное кровоснабжение и отвод отходов жизнедеятельности. То, как организм адаптируется к имплантату, можно наблюдать в испытуемых крысах: сквозь вживлённые имплантаты проросла кровеносная система, которая и поддерживает жизнь нейральных стволовых клеток.
В дальнейшем учёные намерены продолжить испытание технологии в больших масштабах – на более крупных животных – прежде, чем они смогут приступить к потенциальным тестам на людях. Кроме того, они планируют добавить в имплантат различные протеины, которые стимулировали бы нейрогенез стволовых клеток и способствовали ускорению процесса восстановления и заживления тканей.
