3D打印神經(jīng)植入物方面達(dá)到了一個(gè)新的里程碑

2022年5月，南極熊獲悉，以色列再生醫(yī)學(xué)公司Matricelf在為脊髓損傷的癱瘓病人開(kāi)發(fā)3D打印神經(jīng)植入物方面達(dá)到了一個(gè)新的里程碑。

該公司已經(jīng)成功地從人類外周血細(xì)胞中生產(chǎn)出自己的內(nèi)部誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs），這些細(xì)胞將與一種獨(dú)特的水凝膠相結(jié)合，形成3D打印植入物，有可能治愈癱瘓。

Matricelf的首席執(zhí)行官AsafToker說(shuō)：“我們獨(dú)立生產(chǎn)人類iPSCs的能力是研發(fā)團(tuán)隊(duì)在科學(xué)和商業(yè)影響方面取得的巨大成就，而不需要依賴外部的子合同，這使公司成為細(xì)胞治療和再生醫(yī)學(xué)行業(yè)的核心參與者，并將降低未來(lái)的制造成本。我們相信，獨(dú)立的iPSCs制造能力在每年處理脊髓損傷的數(shù)十億美元的市場(chǎng)中是一個(gè)顯著的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)也將用于其他各種醫(yī)療應(yīng)用。”

△Matricelf的3D生物打印脊髓的工藝流程。圖片來(lái)自Matricelf。

Matricelf的3D生物打印技術(shù)

Matricelf成立于2019年，他們的專利3D生物打印技術(shù)在過(guò)去十年中一直在特拉維夫大學(xué)（TAU）塔爾-德維爾教授的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行開(kāi)發(fā)，他是Matricelf的創(chuàng)始人之一和公司的首席科學(xué)家。

今年1月，Matricelf公司透露，它已經(jīng)與TAU的技術(shù)轉(zhuǎn)讓公司Ramot簽署了一項(xiàng)關(guān)于該技術(shù)的使用權(quán)的全球獨(dú)家許可協(xié)議，據(jù)說(shuō)早在2019年它就利用該技術(shù)生產(chǎn)了世界上第一顆3D打印心臟。

生物打印技術(shù)的工作原理是同時(shí)3D打印來(lái)自患者的細(xì)胞和細(xì)胞外基質(zhì)（ECM），以產(chǎn)生活的人體組織和器官。液體納米顆粒穩(wěn)定了打印的結(jié)構(gòu)，并在打印完成后被提取之前提供高分辨率和精度。

今年2月，Matricelf宣布其已經(jīng)成功地在癱瘓的小鼠身上測(cè)試了一種“首創(chuàng)”的3D打印脊髓組織植入物，使它們能夠重新行走。該公司目前正準(zhǔn)備在2024年對(duì)其3D打印的脊髓植入物進(jìn)行人體試驗(yàn)，他們認(rèn)為這可以在短短幾年內(nèi)提供一種潛在的癱瘓治療方法。

制造內(nèi)部誘導(dǎo)人類iPSCs

Matricelf公司的最新里程碑是，該公司首次能夠從人類外周血細(xì)胞中生產(chǎn)內(nèi)部的IPSCs。IPSCs能夠分化成不同的細(xì)胞類型，包括神經(jīng)細(xì)胞，并被廣泛用于治療目的，如再生醫(yī)學(xué)、疾病建模和藥物發(fā)現(xiàn)。

通過(guò)將他們自主研發(fā)的iPSCs與獨(dú)特的熱反應(yīng)水凝膠相結(jié)合，Matricelf公司將生產(chǎn)出3D打印的神經(jīng)植入物，可以使脊髓損傷的病人重新行走。

這種3D打印的植入物旨在利用源自個(gè)體患者的細(xì)胞和ECM成分，使脊髓內(nèi)部和周圍的受損組織再生。

能夠自我制造iPSCs是該公司臨床前研發(fā)項(xiàng)目的一項(xiàng)重大成就。據(jù)該公司稱，在開(kāi)發(fā)水凝膠的同時(shí)獨(dú)立生產(chǎn)iPSCs是實(shí)現(xiàn)其神經(jīng)組織植入物端到端獨(dú)立制造能力的關(guān)鍵一步。

Matricelf公司研發(fā)副總裁TamarHarel Adar說(shuō)：“在iPSC中對(duì)成熟細(xì)胞進(jìn)行重新編程的過(guò)程，呈現(xiàn)出分化為任何細(xì)胞類型的潛力，是細(xì)胞治療和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)革命性和有前途的技術(shù)。獨(dú)立制造iPSCs的能力是研發(fā)團(tuán)隊(duì)深入工作的結(jié)果，它以獲得和開(kāi)發(fā)適用的技術(shù)和科學(xué)工具為基礎(chǔ)。從病人自身的成熟細(xì)胞制造iPSC的能力是非常重要的，因?yàn)樗构灸軌蛏a(chǎn)新的組織來(lái)替代各種醫(yī)療條件下的人類受損組織?！?/p>

△脊髓植入物的制備和表征。圖片來(lái)自Matricelf。

3D生物打印在提高脊柱手術(shù)和治療的成功率方面有著巨大的潛力，Matricelf并不是唯一在這個(gè)領(lǐng)域取得進(jìn)展的公司。

在研究方面，過(guò)去幾年已經(jīng)有人開(kāi)發(fā)出含有活細(xì)胞的3D打印支架，可以幫助脊髓損傷的病人恢復(fù)一些功能。由明尼蘇達(dá)大學(xué)開(kāi)發(fā)的生物打印支架由硅膠和干細(xì)胞組成，可以在位于損傷周圍的活神經(jīng)細(xì)胞之間形成 ”橋梁“。同時(shí)，加州大學(xué)圣地亞哥分校的科學(xué)家們已經(jīng)成功地3D打印了一個(gè)兩毫米長(zhǎng)的脊髓植入物，用于修復(fù)大鼠的脊髓損傷。

關(guān)于手術(shù)應(yīng)用，骨科植入物制造商4WEB Medical推出了獨(dú)立的3D打印前旋桁架系統(tǒng)，旨在幫助外科醫(yī)生進(jìn)行脊柱手術(shù)，而3D打印骨科設(shè)備開(kāi)發(fā)商Orthofix Medical則推出了FORZA Ti PLIF Spacer系統(tǒng)，用于后腰椎間融合手術(shù)。

審核編輯 ：李倩