3D打印胶原/壳聚糖支架改善大鼠脊髓损伤后神经功能恢复

• 作者: 史新宇 叶益超 孙小喆 张艳龙 张赛 李晓红 段敬豪 王景景 魏孟广
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 3D打印 脊髓损伤 胶原 壳聚糖 支架 修复 神经电生理 磁共振
• 年，卷（期）: 2020,（22）
• 所属期刊栏目: 复合支架材料
• 页码范围: 3474-3479
• 页数: 6页
• 分类号: R459.9|R649.6|R318.08
• 字数: 6411字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.2095-4344.2279

摘要

背景:3D打印技术可以根据需求制备出满足脊髓植入形状、大小和表面形态要求的生物支架.目的:观察3D打印胶原/壳聚糖支架对脊髓损伤大鼠神经功能恢复的影响.方法:将胶原和壳聚糖按2∶1的质量比混合,采用冷冻干燥法制备普通胶原/壳聚糖支架,采用3D打印机制备3D打印胶原/壳聚糖支架,分别测量两种支架的孔隙率和弹性模量,电镜观察支架形态.将神经干细胞分别与3D打印胶原/壳聚糖支架、普通胶原/壳聚糖支架共培养,进行扫描电镜观察与CCK-8检测.将40只雌性SD大鼠(由中国人民解放军医学科学院军事科学院提供)随机分成4组:假手术组、脊髓损伤组、普通胶原/壳聚糖支架组和3D打印胶原/壳聚糖支架组,后3组制作脊髓全横断损伤模型,普通胶原/壳聚糖支架组和3D打印胶原/壳聚糖支架组损伤处填充对应的支架材料,术后相应时间点进行后肢功能BBB评分、斜坡实验、神经电生理检测与磁共振平扫.实验方案经天津市神经创伤重点实验室伦理委员会批准.结果 与结论:①扫描电镜显示,3D打印胶原/壳聚糖支架具有互连的多孔结构,普通胶原/壳聚糖支架内部结构紊乱;②神经干细胞在3D打印胶原/壳聚糖支架表面生长良好,完全伸展,且3D打印胶原/壳聚糖支架表面神经干细胞的活性显著高于普通胶原/壳聚糖支架组(P＜0.05);③3D打印胶原/壳聚糖支架的孔隙率与弹性模量均高于普通胶原/壳聚糖支架组(P＜0.05);④3D打印胶原/壳聚糖支架组术后3-8周的BBB评分高于脊髓损伤组、普通胶原/壳聚糖支架组(P＜0.05),术后4,6,8周的斜坡实验角度大于脊髓损伤组、普通胶原/壳聚糖支架组(P＜0.05);⑤3D打印胶原/壳聚糖支架组术后8周的运动诱发电位振幅、体感诱发电位振幅大于脊髓损伤组与普通胶原/壳聚糖支架组(P＜0.05),运动诱发电位潜伏期、体感诱发电位潜伏期短于脊髓损伤组与普通胶原/壳聚糖支架组(P＜0.05);⑥磁共振平扫显示与脊髓损伤组及普通胶原/壳聚糖支架组比较,3D打印胶原/壳聚糖支架组损伤处具有较好的连续性与较多的神经纤维束通过;⑦结果表明,3D打印胶原/壳聚糖支架可促进脊髓损伤大鼠神经功能的修复.