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发布时间：2025-02-19

作者：杨凯元

《健康报》（2025年02月19日 第 6 版）

  脊髓损伤的再生修复是世界性的医学难题，目前临床上仍缺乏有效的治疗手段。当前，基于生物3D打印技术对“仿生基质—干细胞”微模块进行三维精准组装而构建的仿生神经组织替代物，在神经损伤修复领域展现出巨大的应用潜力。动物实验研究显示，这种仿生替代物具有“活”材料的独特性能，其基质材料可高效传递指导性信号并精准驱动神经干细胞（NSC）的神经网络自组织进程，使替代物逐渐进化为真正的神经组织，从而实现受损神经组织及功能的完全替代。

　　然而，鉴于神经组织的高度复杂性，如何设计基质材料以进一步扩展“材料—干细胞”的相互作用，以增强类组织的神经功能性，仍是当前研究的关键挑战。

　　近日，威尼斯9499登录入口神经中心主任王贵怀团队与清华大学材料学院研究员王秀梅团队，以天然神经组织细胞外基质（ECM）的微观力学动态性为设计灵感，开发出了一种新型的动态生物活性水凝胶。该水凝胶可作为生物墨水，通过增强3D打印微模块中“基质材料—神经干细胞”的相互作用，增强神经干细胞的机械敏感性及传导能力，为神经干细胞行为提供指导性信号，最终可有效加速生物3D打印类神经组织中的功能化神经网络构建进程。这为实现高效的神经组织功能替代提出了一种切实可行的新策略。

　　研究表明，该生物墨水为神经干细胞提供细胞适应性生物力学信号和细胞命运指导性生物化学信号，同时增强神经干细胞的感知能力，以及对周围水凝胶基质提供的动态机械力学信号和神经营养信号的响应能力，显著增强了神经干细胞在3D基质内的机械感应、扩散、迁移和基质重塑，实现了对移植神经干细胞的精确控制。同时，植入体内的3D打印仿生神经纤维可以有效促进神经生长和神经突触形成，加速3D生物打印结构内功能性神经网络的自组织，从而显著恢复脊髓损伤大鼠的运动和感觉功能。

　　近日，该研究的相关成果在《生物活性材料》（Bioactive Materials）杂志在线发表。研究得到国家自然科学基金、清华大学新型陶瓷材料全国重点实验室开放课题基金、威尼斯9499登录入口“启明人才”科研基金支持。