3D列印神經再生導管 挑戰解決醫學難題

3D列印的矽製神經導管支架,左下為比例尺。(圖片來源:Michael McAlpine/University of Minnesota)
3D列印的矽製神經導管支架,左下為比例尺。(圖片來源:Michael McAlpine/University of Minnesota)

【記者張秉開/編譯】
神經修復,尤其是大神經損傷癒合,一直是醫學界的難題,因為大神經纖維的再生與功能恢復實在太難,幾乎不可能成功。近日,美國大學的科學家利用3D列印技術,設計和製造有助於大神經再生的支架,希望突破這方面的醫學疑難問題。

據科技創新資訊網gizmag.com 9月21日報導,美國明尼蘇達大學(University of Minnesota)等幾所大學的科學家共同合作,使用3D列印機製造出適合損傷神經再生的矽導管支架,在動物實驗中證實3D列印的神經導管支架可以順利的引導神經再生。

科學家使用的是老鼠坐骨神經損傷的修復實驗。坐骨神經是體內最長和最大的神經,掌管下肢的感覺和運動。在實驗中,科學家僅花費1個小時,即完成神經再生導管支架的3D列印,老鼠藉助這種導管支架在2個半月後開始顯著恢復神經功能,下肢能順利的爬行。

明尼蘇達大學材料學家麥凱潘(Michael McAlpine)說:「這說明我們可以使用3D技術製作適合患者個體的神經損傷修補導管,有助於治療疑難的神經損傷。」

參與這項實驗的科學家還來自維吉尼亞理工大學(Virginia Tech)、馬里蘭大學(University of Maryland)、普林斯頓大學(Princeton University)以及約翰霍普金斯大學(Johns Hopkins University)。
科學家用3D列印製作適合損傷神經再生的矽導管支架。(影片截圖 / UMN College of Science and Engineering / YouTube)科學家用3D列印製作適合損傷神經再生的矽導管支架。(影片截圖 / UMN College of Science and Engineering / YouTube)
另據《醫藥日報》(Medical Daily)9月21日報導,這些科學家一開始使用3D掃瞄設計損傷神經的修復模板,之後用3D列印機將矽材料製作出外形合適的神經再生導管支架,其內腔充填各種有助於神經生長和營養神經細胞的生物化學材料。

雖然製作神經再生導管的時間僅需1個小時,但是植入機體後,神經完全修復的時間仍然需要幾個星期。不過,這項發明確實是一項重大突破,對於糖尿病、癌症、肌萎縮性側索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis)等患者是一個好消息。該研究發表於學術雜誌《先進功能材料》(Advanced Functional Materials)。

目前,科學家尚做不到對體內的任何神經進行3D掃瞄和列印。麥凱潘補充道:「下一步是在人體中實驗這種神經再生導管支架。有朝一日,我們會在醫院裡使用這種3D掃瞄和列印技術,製作適合患者個體的神經導管,植入到非常合適的位置,恢復神經功能。」

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