本帖最后由 warrior熊 于 2022-2-9 22:02 编辑
2022年2月9日，南极熊获悉，以色列再生医学公司Matricelf已经在瘫痪的小鼠身上成功测试了一种首创的3D打印脊髓组织植入物，使它们重新恢复了行走功能。
利用特拉维夫大学（TAU）开发的3D生物打印技术，Matricelf公司成功地3D打印并将人类组织脊髓植入患有急性和慢性瘫痪的小鼠体内。所有急性瘫痪的小鼠都恢复了行走能力，而慢性瘫痪的小鼠的成功率为80%。
预计到2024年底，Matricelf公司的3D打印脊髓植入物会进入人体试验阶段。他们还表示，治疗瘫痪的方法可能只需要几年时间就会面世。
Matricelf公司首席执行官AsafToker说："这是一项了不起的科学成就，代表了Matricelf公司的创新和独特技术在为脊髓损伤患者开发完整的自体神经植入物方面的潜力。毫不客气的说，这项研究的结果为未来的动物研究走向人体临床试验铺平了道路。“
△Matricelf的3D生物打印脊髓过程的阶段。图片来自Matricelf。
Matricelf的3D生物打印技术
Matricelf的最新进展是在上个月与TAU的技术转让公司Ramot签署了一项正在申请专利的3D生物打印技术的全球独家许可协议之后取得的。该技术在过去十年中一直由TAU生物技术系的Tal Dvir教授开发，他也是Matricelf的创始人之一和该公司的首席科学官。
这项生物打印技术是通过同时3D打印来自病人的细胞和细胞外基质（ECM）来制造活的人体组织和器官。该过程利用了液体纳米颗粒来稳定打印的结构，确保高分辨率和精度，然后在打印后从结构中提取。
目前该技术正在美国和欧洲进行专利审批程序，在2019年被用于生产世界上第一个3D打印心脏，其中包括细胞、血管、心室和心房。
△特拉维夫大学的3D生物打印心脏。照片AFP/Jack Guez。
有望成为治疗瘫痪的新方法
Matricelf公司在一篇新的论文中公布了其突破性研究的细节，Dvir声称这标志着历史上第一次工程化人类组织在长期慢性瘫痪的动物模型中产生了恢复效果。
由于这目前是与人类瘫痪治疗最相关的模型，该研究为利用3D生物打印技术开发未来的治疗方法带来了巨大希望。
科学家们首先从病人身上取了一小块含有细胞和ECM的腹部脂肪组织的活检。将细胞从ECM中分离出来后，研究小组使用基因工程对细胞进行重新编程，并将其恢复到类似于胚胎干细胞的状态，能够成为身体中的任何类型的细胞。
捐赠者植入物的主要问题之一是它们在植入后容易引发免疫反应和排斥反应。该团队希望通过使用患者的ECM形成个性化水凝胶的基础，将干细胞封装在其中，来克服这一问题。然后，通过模仿脊髓的胚胎发育过程，将细胞转化为包含运动神经元的3D打印的神经网络植入物。
脊髓植入物随后被植入一组小鼠体内，其中一半小鼠最近瘫痪（急性瘫痪），另一半小鼠瘫痪时间相当于人类一年（慢性瘫痪）。
在植入和快速康复过程中，所有急性瘫痪的小鼠都恢复了行走能力，而80%的慢性瘫痪小鼠则恢复了行走能力。
Matricelf已经与美国食品和药物管理局（FDA）进行了讨论，现在正计划在2024年底对其3D打印脊髓植入物进行首次人体临床试验。与此同时，该公司将继续在实验室大鼠身上进行更多的疗效和安全试验。
"我们希望在未来几年内开始人类的临床试验，并最终让这些病人重新站起来，"Dvir说。"这项创新技术可以作为产生各种工程组织的平台，用于治疗更多的医疗条件。"
△脊髓植入物的生成和特征。图片来自Matricelf。
关于这项研究的更多信息可以在《高级科学》杂志上发表的题为 "Regeneratingthe injured spinal cord at the chronic phase by engineered iPSCs-derived 3Dneuronal networks"的论文中找到。该研究由L. Wertheim, R. Edri,Y. Goldshmit, T. Kagan, N. Noor, A. Ruban, A. Shapira, I. Gat-Viks, Y. Assaf,and T. Dvir共同撰写。
脊髓治疗的进展
与其他许多再生医学应用一样，3D打印在改善和提高脊柱手术和治疗的成功率方面有着极为广阔的前景。虽然到目前为止，Matricelf的突破在实现现实世界的人类应用方面似乎是最远的，但近年来在这个领域还有其他几家机构取得了值得注意的进展。
早在2018年，明尼苏达大学的研究人员开发了一种带有活细胞的3D打印支架原型，有可能帮助脊髓损伤患者恢复一些功能。这种生物打印的支架由硅胶和干细胞制成，可以放在病人的脊髓内，作为一种位于损伤周围的活神经细胞之间的桥梁。同时，2019年，加州大学圣地亚哥分校的科学家们成功地3D打印了一个两毫米长的脊髓植入物，以修复大鼠的脊髓损伤。
关于手术应用，骨科植入物公司4WEB Medical在2020年为其3D打印自旋植入物组合增加了一个独立的前自旋桁架系统，旨在为外科医生在脊柱手术中提供帮助。
最近，总部位于德克萨斯州的3D打印骨科设备开发商Orthofix Medical公司推出了新的FORZA Ti PLIF垫片系统，将应用到后路腰椎间盘融合手术中。
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