美國明尼蘇達大學雙城校區的研究團隊結合了 3D 列印、幹細胞生物學與實驗室培養的組織，以應對脊髓損傷的復甦問題。這項突破性的方法有潛力在未來幫助患者重獲功能，尤其是那些因脊髓損傷而癱瘓的人士。根據全國脊髓損傷統計中心的數據，目前美國有超過 30 萬人正與脊髓損傷作鬥爭。脊髓的損傷通常導致細胞死亡，並阻礙神經纖維的重新連接，而現有的療法並無法逆轉這一過程，這也使得癱瘓的情況變得永久化。
明尼蘇達的研究團隊旨在改變這一現狀。他們創造了一種名為器官樣支架的 3D 列印框架。這個支架包含了微觀通道，內部填充著脊髓神經前體細胞（sNPCs）。這些細胞來自人類成人幹細胞，能夠分裂並轉化為特定的神經細胞類型。研究的第一作者、前明尼蘇達大學的博士後研究員韓圭範（Guebum Han）表示：「我們利用支架的 3D 列印通道來引導幹細胞的生長，確保新的神經纖維以期望的方式生長。」他現在在英特爾公司工作，補充道：「這種方法創造了一個中繼系統，當其放置於脊髓中時，可以繞過受損區域。」
研究團隊將這種支架植入完全斷裂脊髓的老鼠體內，隨著時間的推移，sNPCs 逐漸發展成神經元，並在頭部和尾部兩個方向延伸神經纖維，以與宿主脊髓組織連接。這些新生的神經元與既有的神經電路順利整合。隨著連接的加強，老鼠顯示出顯著的功能恢復。研究結果表明，這種支架不僅支持了細胞的存活，還使得在嚴重損傷的情況下實現重新連接成為可能。明尼蘇達大學神經外科教授安·帕爾（Ann Parr）表示：「再生醫學為脊髓損傷研究帶來了一個新的時代。」她還表示，團隊渴望探索他們所稱的「迷你脊髓」的臨床潛力。
儘管這項研究仍處於早期階段，但結果顯示了一種未來療法的新途徑。研究人員計劃擴大生產規模，並對技術進行精細化，以便進行臨床試驗。該項目匯集了多領域的專業知識，除了韓圭範和安·帕爾，還有來自機械工程的金炫俊（Hyunjun Kim）和邁克爾·麥卡爾平（Michael McAlpine），來自神經外科的尼古拉斯·S·拉瓦伊（Nicolas S. Lavoie）、南達德維·帕蒂爾（Nandadevi Patil）和奧利維亞·G·科倫菲爾德（Olivia G. Korenfeld），以及來自神經科學的曼努埃爾·艾斯基拉（Manuel Esguerra）和來自維吉尼亞聯邦大學的物理學家周大河（Daeha Joung）。該項目的資金來自國立衛生研究院、明尼蘇達州脊髓損傷及創傷性腦損傷研究補助計劃，以及脊髓協會。這項工作的推進代表著邁向長期目標的重要一步，即恢復脊髓損傷患者的行動能力和獨立性。雖然距離治癒仍有相當距離，但這項研究指向了一條新路徑，結合了先進的製造技術、幹細胞科學和再生醫學。該研究發表在《先進醫療材料》期刊上。
