Det 3d-printede implantatet brukt som “stillas” for å reparere skader på ryggmarg hos rotter. Illustrasjon: Jacob Koffler/Wei Zhu, UCSD.

Forskere fra University of California San Diego (UCSD) School of Medicine and Institute of Engineering in Medicine (IEM) har med hell 3d-printet et to millimeters ryggmargsimplantat for å reparere ryggmargskader hos rotter. Forskerne mener metoden også kan benyttes på mennesker.

I bladet Nature Medicine forklarer forskerne at det 3d-printede implantatet inneholder kanaler med en bredde på 200 mikrometer (dobbelt så store som hårstrå), som guider stamceller i nervene, noe som til slutt gjenoppretter sammenkoplinger og reparerer ødelagt funksjonalitet.

“Dette viser fleksibiliteten til vår 3d-printteknologi” sier medforfatter av studiet, Wei Zhu, PhD.

3D bioprinting og vaskulering

Vaskulering er prosessen der blodkar dannes. Ifølge Zhu er det “et av de største hindrene for vev-implantater som skal vare lenge i kroppen.”

“3d-printede vev trenger vaskulatur for å få nok ernæring og utslipp av avfall. Vår gruppe har gjort arbeid på 3d-printede blodårenettverk tidligere, men vi har ikke tatt med det i dette arbeidet. Biologien ivaretar dette helt naturlig for oss på grunn av den utmerkede biokompatibiliteten til 3d-stillasene våre. ”

I desember utviklet UCSD bioingeniører en 3D bioprinting-metode som integrerer naturlige materialer som produserer levende organvevsmodeller. Før dette fikk forskerne erfaring innen bioengineering ved 3D-utskrift av et rammeverk med funksjonelle blodkar ved hjelp av en DLP-metode (Digital Light Processing) med hydrogel og innkapslede celler.

Et 3d-printet ryggmargsimplantat

Den 3d-printteknologien forskerne brukte, produserte implantatene på to millimeter i løpet av 1,6 sekunder. Til sammenligning viser studien at tradisjonelle dyseskrivere bruker flere timer på å produsere mye enklere strukturer.

Lastet med nevrale stamceller satte teamet implantatene på steder hvor det var alvorlige ryggmargsskader hos rotter. Etter et par måneder hadde ny ryggmargsvev oppstått over skaden og koblet sammen igjen de avskårne endene og aksonene (lange, trådliknende forlengelser på nerveceller ) av vertenes ryggmarg.

Dette forsøket resulterte i at de behandlede rotter gjenvant betydelig funksjonell motorforbedring i bakbena. Etter dette forsøket viste forskerne at denne prosessen var skalerbar til menneskelig ryggmargstørrelse ved 3d-printing av implantater på 4 cm, modellert fra MR-skanning i løpet av 10 minutter.

“Dette markerer et annet viktig skritt mot å gjennomføre kliniske studier for å reparere ryggmargsskader hos mennesker,” sa Kobi Koffler, PhD, assisterende prosjektforsker ved Center for Neural Repair, UCSD.

Kilde: 3dprintingindustry.com