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   中国3D打印网2月27日讯,位于北卡罗来纳州威克森林再生医学研究所(WFIRM)的科学家们发现了一种方法,该方法可以促进他们开发的3D生物打印技术来工程化骨骼肌,作为一种潜在的疗法来替代病变或受损的肌肉组织。

       骨骼肌负责移动身体。因此,当它们因钝器受伤,战斗受伤或烧伤等而受损时,它们不会再生,而是需要进行重建手术,而通常用结缔组织或脂肪组织替换成肌肉移植物,而后者不具有收缩能力。随着时间的推移,肌肉萎缩,这些肌肉细胞会死亡。虽然目前已经进行了各种恢复肌肉的尝试,例如通过细胞疗法和使用各种生物材料,但是,没有一种能够促进骨骼肌修复和功能再生。根据WFIRM的研究,研究人员知道生物工程化的骨骼肌组织的有效神经整合一直是一个挑战,但是现在它们给患者带来了新的希望。一组研究人员在他们最近发表的题为《将神经细胞整合到生物3D打印的骨骼肌结构中促进肌肉功能的恢复》的论文中发表了一项研究,研究将神经细胞整合到生物打印的骨骼肌构建体中以加速体内功能性肌肉再生的作用。也就是说,他们将生物打印的构建体应用于胫前肌(TA)肌肉缺损的大鼠模型中,并评估了肌肉组织重建和神经支配的功能结果。

       WFIRM讲师Jim Ji Hyun Kim说:“这代表了在治疗这类伤害方面的重大进步。我们的希望是开发一种治疗方法,以帮助治愈受伤的患者并使他们恢复尽可能多的功能和正常状态。”WFIRM承认,研究所的科学家先前已经证明了在14年的时间内在内部开发的综合组织和器官打印系统(ITOP)可以产生足够坚固的组织化肌肉组织,以维持其结构特征。从那时起,研究人员一直在开发和测试不同类型的骨骼肌组织构建体,以找到合适的细胞和材料组合以实现功能性肌肉组织。在当前的研究中,他们研究了神经细胞整合到生物打印的肌肉结构中以加速功能性肌肉再生的作用。
        在这项特殊的研究中,啮齿类动物的肌肉缺陷损伤是通过去除40%的TA肌肉和其他损伤造成的,这些损伤在伤后六个月后造成了不可逆的解剖和功能畸形。在产生TA肌肉缺损后,他们将生物打印的骨骼肌结构与肌肉祖细胞(MPC)植入缺损部位,以进行解剖和功能性骨骼肌再生。该团队使用自己的定制生物打印系统来制造骨骼肌构造。他们将系统描述为由四个分配模块(包括冷却和加热单元),气压控制器,XYZ工作台和控制器,温度控制器和封闭室内的加湿器组成。他们通过将生物墨水加载到不同的无菌注射器中,将载有细胞的水凝胶,无细胞牺牲性水凝胶和支持聚合物用于3D骨骼肌构造。
 人类骨骼肌结构的生物打印:使用WFIRM的自定义3D生物打印系统以逐层方式打印三个组件
  人类骨骼肌结构的生物打印:使用WFIRM的自定义3D生物打印系统以逐层方式打印三个组件(图片:WFIRM)

          研究结果表明,向生物打印骨骼肌构建体的神经输入显示了肌纤维形成(多核单个肌肉细胞),长期存活和体外神经肌肉连接形成的改善。此外,他们声称具有神经细胞整合功能的生物印迹构建体有助于快速神经支配并成熟为有组织的肌肉组织,可恢复啮齿动物模型中正常的肌肉重量和功能。他们还建议,可以将3D生物打印的人神经骨骼肌肉构造物与宿主神经网络快速整合,从而加速肌肉功能的恢复。

        据中国3D打印网了解, WFIRM正在推进新颖的生物打印研究,以解决当今许多常见的问题,例如严重的肌肉损伤,这是全世界骨科实践中最常见的难题之一。研究人员正在通过使用在自己的实验室现场开发的生物打印技术来对抗无法获得功能恢复的失败,以发现治疗患者的新方法。借助一项成功的体内试验,我们希望下一步可以使团队更进一步地为许多患有这种疾病的患者提供解决方案。

    中国3D打印网编译自:3dprint.com

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本文来源:中国3D打印网博客

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