供稿人:潘兵磊 王玲 发布日期：2017-09-10
在全球范围内，由中枢神经系统损伤引起的神经退化疾病的患病率越来越高，许多中枢神经系统疾病，如帕金森综合征、老年痴呆症等，都是由于神经退化过程引起的。但是目前没有有效的方法来治疗这些神经退化疾病。细胞移植疗法为治疗神经退化疾病提供了新的途径。
3D生物打印技术作为一种强大的工具在组织工程中得以广泛应用，台湾大学的Fu-Yu Hsieh等对3D打印神经干细胞进行相关研究，并探寻其在中枢神经系统修复中的应用潜能。该研究采用的支架材料是热敏性可降解聚氨酯水凝胶（PU1和PU2），其能够在37℃左右成胶并维持形态，嵌入细胞为斑马鱼神经干细胞。3D打印神经干细胞的原理图图1（A）所示，打印出的效果如图1（B）所示。
图1 (A) 3D打印神经干细胞的原理图 (B)打印结构的微观及宏观效果图
将包埋有神经干细胞的水凝胶支架打印成形之后，在0h和72h后比较包埋在不同浓度PU1和PU2中神经干细胞的增值情况，如图2所示。结果显示PU2水凝胶比PU1水凝胶更适合于神经干细胞的生长。
为了探索3D打印神经干细胞在中枢神经系统中的影响，该团队将该支架植入预先损伤的斑马鱼胚胎中，一段时间后研究该移植支架对已损伤神经系统的修复情况，结果显示，25~30% PU2水凝胶支架对神经系统损伤的修复有较好的效果。图3所示为一段时间后标记有PKH26的神经干细胞在斑马鱼胚胎中的分布情况。
图2 3D打印PU水凝胶中神经干细胞图像 （A）30% PU1 (B) 25% PU1 (C) 25% PU2 (D) 25% PU2
图3标记有PKH26的神经干细胞在斑马鱼胚胎中的分布情况。 （A）损伤胚胎和PBS （B）损伤胚胎和NSCs （C）损伤胚胎和嵌入NSC的30% PU1水凝胶（D）损伤胚胎和嵌入NSC的25% PU1水凝胶 （E）损伤胚胎和嵌入NSC的30% PU2水凝胶（F）损伤胚胎和嵌入NSC的25% PU2水凝胶
该团队的最终结果表明，使用PU水凝胶3D打印神经干细胞具有较好的活性，并且在斑马鱼神经损伤模型中，3D打印的神经干细胞显示出了具有神经系统修复的潜力，为我们以后治疗神经退化疾病的治疗提供了一种新的可行性方案。