Инженерия 3D-биопечатных каркасов для регенерации поврежденной периферической нервной системы

Исследователи из Университета Саскачевана изучают, как 3D-печать может помочь восстановлению поврежденных нервных систем.

Периферическая нервная система, контролирующая тело за пределами головного и спинного мозга, может быть повреждена из-за плохого питания, токсинов, травм или болезней, таких как диабет (им страдают около 422 млн человек в мире и 3,4 млн в Канаде). Повреждение влияет на осязание и моторный контроль.

Стандартное лечение больших повреждений — нервные аутографты (пересадка донорских нервов из другой части тела). Однако у этого метода есть недостатки: ограниченное количество донорских участков и часто лишь частичное восстановление функций.

Лицюнь Нин, научный сотрудник группы тканевой инженерии под руководством Даниэля Чена, исследует, как 3D-биопечать может помочь регенерации нервных клеток. Его решение — создание каркасов (скаффолдов), которые направляют рост нервных клеток через поврежденные участки.

Работа Нин, опубликованная в недавней статье, предполагает использование шванновских клеток (вспомогательных клеток нервной системы) в 3D-печатных гидрогелевых каркасах для стимуляции и направления регенерации поврежденных нервов.

Традиционные методы визуализации, такие как микро-КТ, требуют сушки вымораживанием образцов, что может частично повредить каркасы и исказить их истинную структуру. Кроме того, сканирование одного образца занимает несколько часов.

В Canadian Light Source образцы можно сканировать без сушки вымораживанием, что сохраняет структуру каркаса. Процесс также намного быстрее — около 10 минут на образец.

До регулярного медицинского применения метода предстоит решить несколько задач: оптимизировать техники для лучшего направления роста нервной системы, провести in vivo испытания на живых животных и клинические испытания на людях.

Нин настроен оптимистично: «Всего за четыре или пять лет исследований эта область выросла очень быстро. Каждый год появляется много новых методов. Я верю, что с вкладом специалистов в области биомедицины, биологии, материаловедения и инженерии проблемы регенерации периферических нервов, а также другие задачи тканевой инженерии могут быть решены в ближайшем будущем».