3D打印神經再生支架材料,結構及神經重塑策略

神經再生對于治療嚴重影響人類健康的骨科及神經系統疾病領域至關重要，對于神經再生支架的需求不斷增加。神經系統的再生過程涉及各種細胞類型和信號通路之間復雜的相互作用，其自身再生能力有限。神經再生（例如手術和藥物治療）是可行的，但臨床效果往往有限，且理想的結果仍然難以實現。3D 打印技術已成為神經再生領域一種很有前途的工具，可以制造各種尺寸和形狀的支架和導管。盡管3D打印神經再生支架的復雜結構可用于治療各種神經系統損傷和疾病，但面對脊髓損傷和退行性疾病等復雜神經微環境仍然是一個挑戰。3D 打印神經模型可以模仿神經的結構特性，有助于研究人員研究疾病機制和開發新療法。為應對復雜的神經疾病環境，研究人員不斷探索新的生物材料和 3D 打印策略，以提高神經再生的成功率。

河南科技大學賀劍博士、成都大學胡旭麟教授以及中國農業科學院茶葉研究所張相春研究員綜述了3D打印神經再生支架的研究現狀和改進策略。重點概述了用于神經再生的材料和構建神經再生支架的3D打印技術，以及治療效果。最后，討論了3D打印神經再生支架的設計策略。相關工作以題為“Advanced strategies for 3D-printed neural scaffolds: materials, structure, and nerve remodeling”的文章發表在2024年02月06日的國際頂級期刊《Bio-Design and Manufacturing》。   

根據人體神經系統的解剖位置和功能不同，可分為中樞神經系統和周圍神經系統。中樞神經系統是神經系統的核心，位于人體內部，包括大腦和神經系統。周圍神經主要負責傳遞感覺和運動信息，并控制四肢的活動和反應。周圍神經修復的研究主要涉及以下幾個方面：3D打印技術、電神經刺激及神經營養劑、神經干細胞移植、新型神經再生材料等。相比之下，中樞神經系統的修復相對困難，更多采用干細胞移植治療等療法。

本文要點
綜上，用于制備3D打印支架的材料難以匹配復雜的神經環境是神經再生治療面臨的重大難題。3D打印神經支架結合了多種生物材料和藥物，可以加速神經系統的病理研究和臨床治療。3D打印技術的更新和新材料的發展有效提高神經支架治療效果。然而，目前構建神經支架的方法仍然面臨一些挑戰。這些挑戰包括難以生產大規模、均勻排列的纖維、機械強度不足以及電絕緣問題，所有這些都需要進一步改進。此外，雖然可生物降解的3D打印支架支持神經細胞的生長和存活，但整合不同類型的細胞以協同促進神經再生也仍然是一個障礙。未來，先進的3D打印技術、神經生長劑和多功能材料結合將推動神經再生支架的研發與應用。

文章來源：
https://doi.org/10.1007/s42242-024-00291-5

來源： EngineeringForLife