虽然人体某些部位可在受伤后相对较好地愈合，但受损的脊髓一直是医学治疗上的一大难点。当脊髓受伤时，它会切断大脑和身体之间的重要联系，并阻碍受害者的移动和感知能力、甚至导致瘫痪。好消息是，一种新颖的支架设计，有望促进神经元的定向生长，从而更好地修复受损的脊髓。
辅助神经元成功生长的支架（显微成像，图自：OIST）
与能够轻松自愈的手脚等部位的神经相比，中枢神经系统、大脑和脊髓中的神经，具有略有不同的工作方式。日本冲绳科学技术研究所（OIST）的 Marco Terenzio 教授表示：
截至目前，想要让脊髓中受损的神经元再生，仍是一项切实的挑战，因为脊柱中只有少数类型的神经元具有有限的愈合能力。
更重要的是，神经元不仅需要生长数毫米，且可能会产生疤痕组织。为此，我们需要提供一个人造支架，来辅助神经元弥合这部分差距。
其实早在 2018 年，我们就已经听闻一个有趣的例子。当时研究团队通过向受伤部位植入包覆了 3D 打印干细胞的硅支架，以期在剩余神经之间建立新的连接。
今年早些时候，另一项研究还将基因疗法考虑了进去，以促进神经纤维的再生、并改善小鼠的组织修复。
电子显微图像，左侧一格 100 μm，右侧一格 1 μm 。
现在，OIST 的科学家们试图将更多精力放到神经元的生长方式上。通常情况下，神经元会以径向方式，从中心向外发展。
但在与相邻神经元的连接需要修复的情况下，更可取的方式，就是让它们直线生长、以密切被切断的间隙。
为此，研究人员打造了一种特殊的支架（用于为神经元生长提供结构和化学支撑的纤维材料），来促进这种模仿细胞外基质的行为。
3D confocal images of neurons on scaffold（via）
这项工作涉及设计带有凹槽和凹痕的支架，旨在鼓励神经元的定向（而不是径向）生长，并使用先进的印刷技术来制造成品。
通过所谓的“两光子光刻”（2-photon lithography）技术，研究人员选用了一种光敏聚合物，并通过激光照射使之硬化。
不过本例中仅需在材料必要部分发射激光，其余未硬化的部分可以被轻松冲刷走，从而留下精心设计的支架部分。
支架制造设备
Marco Terenzio 教授补充道：“其工作原理有点像 3D 打印，但具体实现方法却是反其道而行之。我们不是在所需的地方沉积材料来构建框架，而是通过去除材料来实现这一目的”。
事实证明，这种结构具有相当优异的热稳定性和机械稳定性，更重要的是具有生物相容性。科学家们已经成功地在小鼠身上展开了实验，表明它可以用于培养修复大脑 - 肌肉之间的肌肉运动神经元。
这些神经元能够按需在支架上附着和生长，且研究人员发现神经元能够穿透支架的所有层，这一点尤其振奋人心。下一步，他们希望将这种设计作为模板，来开发未来可用于小鼠体内实验的支架。