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3D印刷脚手架提供了治疗脊髓损伤(SCI)的有前途的策略。在这里,我们提出了一种创新的生物技术方法,用于以仿生结构的自由形式打印脚手架的3D打印,其空间分辨率最高为千分尺,旨在植入Wistar大鼠的SCI。脚手架的制造是基于有机聚合物的2光子光聚合化,并且可扩展到病变的几何形状。脚手架被实现为多个填充的平行平行微调(每侧50μm),延伸整个长度。这些微连接被薄壁(5-10μm)隔开,使支架几乎是空心的,同时使其内部表面积最大化。该设计提供了一种最佳的底物,在空间上沿Rostro-caudal方向对齐,以支撑轴突和血管向内生长。我们发现,在低胸腔水平的脊髓的侧面半碎片切除中植入的脚手架表现出与周围组织的良好整合,而没有形成明显的神经胶质疤痕。髓鞘轴突和少突胶质细胞以及在操作后的12周内在植入支架的每个微肺中观察到血管,并且在整个长度中至少在支架中重新生成1000个轴突。治疗可显着提高运动功能,并在第8周降低同侧偏度肢体的痉挛,恢复至少20周。因此,具有较大内部表面积的3D面向空心支架继续持续微台网,有效地降低了轴突分散体,模仿受体组织的自然结构,并创建了用于增强脊髓再生的条件,并恢复了PATETIC LIMB的运动功能。
受损脊髓组织的有效再生和功能恢复一直是再生医学领域关注的焦点。由于血脊髓屏障 (BSCB) 的阻塞、药物缺乏靶向性以及损伤部位的病理生理学复杂,脊髓损伤 (SCI) 的治疗具有挑战性。脂质纳米囊泡,包括细胞衍生的纳米囊泡和合成脂质纳米囊泡,具有高度的生物相容性,可以穿透 BSCB,因此是针对性治疗 SCI 的有效递送系统。我们总结了脂质纳米囊泡在 SCI 靶向治疗方面的进展,讨论了它们的优势和挑战,并对脂质纳米囊泡在 SCI 治疗中的应用进行了展望。虽然大多数基于脂质纳米囊泡的 SCI 治疗仍处于临床前研究阶段,但这种低免疫原性、低毒性和高度可工程化的纳米囊泡将为未来的脊髓损伤治疗带来巨大的希望。
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1 德国神经退行性疾病中心 DZNE,德国波恩 2 德国波恩大学医院神经内科 3 德国波恩亚琛工业大学神经内科 4 德国于利希研究中心 JARA-脑研究所分子神经科学和神经成像 5 巴西坎皮纳斯神经科学与神经技术研究所 (BRAINN) 6 巴西坎皮纳斯大学神经内科 7 中南大学湘雅医院神经内科,中国长沙 8 中南大学湘雅医院放射科,中国长沙 9 荷兰奈梅亨拉德堡德大学医学中心唐德斯脑、认知与行为研究所神经内科 10 巴黎索邦大学脑研究所、AP-HP、INSERM、CNRS、法国巴黎皮提耶-萨尔佩特里埃大学医院 11 英国伦敦伦敦大学学院皇后广场神经病学研究所临床和运动神经科学系共济失调中心 12 英国伦敦伦敦大学学院医院 NHS 基金会国家神经病学和神经外科医院 13 德国图宾根大学神经退行性疾病系和赫蒂临床脑研究所 14 德国图宾根神经退行性疾病中心 (DZNE) 15 德国图宾根大学医院诊断和介入神经放射学系 16 美国明尼苏达州明尼阿波利斯市明尼苏达大学放射学系磁共振研究中心 17 荷兰格罗宁根大学格罗宁根大学医学中心神经病学系
近年来,Stem-Cell疗法已成为一个有前途且高级的研究主题。治疗方法的发展产生了巨大的期望。使用干细胞的广泛可能性使这种尖端疗法成为现代医学的转折点,并为无法治愈的疾病提供希望1。脐带血是生物学材料,在出生和切割脐带后仍保留在脐带和胎盘中。它是具有高增殖潜力的干细胞的宝贵来源。尽管在许多国家,直到最近,它被视为医疗废物,并与胎盘和脐带一起处置,但现在经常收集它以隔离干细胞以存放并随后使用。脐带血是造血干细胞的丰富来源,可以像骨髓细胞一样被移植以重建造血和免疫系统。它们显示出比从成年供体获得的干细胞2。干细胞是人体中非专科细胞,其优势之一是它们无限期地自我更新的能力,从而保持体内恒定的细胞群体水平。这些细胞还可以分化为专业的祖细胞类型。由于这一过程,他们采用了执行专业功能所必需的形态和生化特性。从未分化状态到完全分化状态的过渡是逐渐的1。在1988年进行第一次移植后,脐带血已成为造血干细胞的标准来源3,4。与它们的分化能力有关,可以将干细胞分为以下组:1)整数细胞,该细胞源自胚泡,并具有分化为任何细胞类型的能力; 2)多能细胞,可以发展成除生殖细胞以外的任何细胞; 3)一项单位,包括仅分化为一种细胞类型的前体细胞)。关于起源,有三种类型的干细胞,即胚胎干细胞(全能或多能),在成人生物体的器官(多能或独立性)的器官中发现的体细胞,以及来自脐带血的干细胞2。在2006年,欧洲骨髓移植组从脐带血液中等同于骨髓骨髓和造血干细胞,从骨髓和rhu-g-csf动员后的外周血等同。自那时以来,无论其来源4,使用造血干细胞用于移植目的的适应症一直保持不变。本社论强调了脐带血库的重要性,并强调了知识在决策中的关键作用。对脐带血液库的信息良好的妇女可以更好地做出与自己的需求和家庭的需求相符的明智选择。通过强调教育和意识的重要性,这部社论旨在使妇女充满信心和清晰地驾驶脐带血液库的复杂性。
引言组织工程是一门多学科科学,其目的是创建可以恢复,维护和改善受损组织功能的生物替代物。1组织工程的主要组成部分是支架,细胞和生长因子。2一个组织具有许多结构和机械性能来发挥其功能。为了在组织工程中获得这些条件,将细胞培养在人工结构中。这些结构能够模仿和支持三维织物结构的结构。此结构称为脚手架,在体内和ex vivo中都使用。无论哪种情况,脚手架都是模仿体内活组织的模仿,使植入的细胞能够影响周围的微环境。3使用生物相容性和可降解材料获得生物支架。4尽可能地,这些支架的结构应与种植区域的质地一样相似。以这种方式,受损组织的重建和改进将增加质量和数量。除了高机械强度外,脚手架结构还必须具有
对照组 目标 328.1 319.7 338.4 (47.8) (57.3) (55.1) 非目标组 321.8 317.0 323.9 (52.5) (53.7) (51.5) 截瘫组 目标 309.4 313.5 327.4 (46.8) (38.8) (34.6) 非目标组 282.4 284.5 303.9 (44.0) (44.0) (49.2) 四肢瘫痪组 目标 341.2 323.2 321.8 (61.9) (47.4) (57.4) 非目标组 334.3 322.5 326.7 (61.6) (52.3) (51.1)
脊髓损伤(SCI)是中枢神经系统(CNS)的严重全身状况,导致运动,感觉和自主性障碍显着(Tansley等,2022; Wang等,2022)。根据一项统计研究,截至2019年,SCI的主要原因是跌倒和道路伤害(Quadri等,2018)。损伤可以分为两类:初级和次要(Yang等,2020)。前者是绳索的机械损伤,而后者是细胞和对主要损伤的生物反应的结果。继发性损伤通常涉及免疫系统,神经系统,血管系统和其他系统,包括出血,缺血,氧化应激,炎症反应,神经细胞死亡,脱髓鞘和疤痕形成(Hu等,2023)。主要的伤害机制可以大致分类如下:(a)冲击加持续压缩; (b)仅影响; (c)分心; (d)促进/横切(Sterner and Sterner,2023)。虽然继发损伤可以分为立即,急性,中间和慢性相。最初事件后立即开始受伤的直接阶段,并持续约2小时。急性相的特征是损伤的直接后果,包括创伤性轴突破裂,快速神经和神经胶质细胞死亡以及脊柱休克。在SCI后2到6周之间发生的中间相的特征是星形胶质疤痕的持续成熟,轴突再生新芽的形成以及囊肿和Syrinxes的发展。随后,慢性阶段在初次损伤后6个月开始,并坚持不懈地持续存在。已经提出了用于管理SCI的各种治疗选择,例如水凝胶,3D打印,干细胞和细胞外囊泡(EV)血管。然而,由于轴突生长的降低,内源性细胞的不良修复以及损伤部位的抑制分子的存在,挑战仍然存在于治疗后(Liu等人,2021年)。患有SCI的人通常会面临继发性身体和心理并发症,包括增加抑郁症,焦虑症和生活质量降低(Hearn and Cross,2020年)。慢性疼痛被定义为疼痛连续或间歇性地持续3个月或更长时间(Treede等,2019)。由美国疾病控制与预防中心(CDC)进行的一项研究表明,慢性疼痛的患病率在11%至40%之间,估计点的患病率为20.4%。慢性疼痛被分为伤害性,神经性,致病性,混合和癌症疼痛,都导致患者不适。慢性痛苦的社会和个人影响至关重要,这对社会有很大的财务负担。此外,慢性疼痛的患者经常与周围神经系统和中枢神经系统的疾病特异性改变有关,以及生活质量的降低。因此,必须治疗慢性疼痛患者。研究强调了治疗慢性疼痛的重要性,这受到身体,心理和社会因素的影响,例如年龄,性别,种族,生活方式,行为,它会损害个人的工作能力,引起财务影响,以动态方式影响生物学过程,包括外围和中心敏化,新的神经联系的形成以及病理学特定的脑部改变(Cohen等,2021)。