再生医学浪潮中，多能干细胞疗法凭借巨大应用潜力与持续突破，成为全球医疗热门赛道。近来该领域频现振奋进展，为难治性疾病治疗开辟新路径，更给再生医学发展注入强劲动能，让攻克疑难病症的希望愈发清晰。

近日，明尼苏达大学Guebum Han、Nicolas S. Lavoie、Nandadevi Patil等研究团队在Advanced Healthcare Materials发表了一项突破性研究。他们采用 “三合一” 创新策略，即利用人诱导多能干细胞（iPSC）来源的区域特异性脊髓神经前体细胞（sNPCs），结合多材料3D打印技术构建具有微通道结构的脊髓类器官支架，成功在大鼠模型中实现脊髓损伤后的功能恢复，为人类脊髓损伤治疗开辟了新路径。

团队的技术路线为：

STEP 1 细胞来源

利用人诱导多能干细胞（iPSC）定向分化为颈-胸段特异性脊髓神经前体细胞（sNPCs），表达HOXA4/HOXC8等区位标志，确保与损伤节段匹配。

STEP 2 3D打印多材料支架

1）材料：双网络水凝胶——外层为 GelMA/透明质酸（高模量，≥50kPa，提供力学支撑）；内层为基质胶/层粘连蛋白（低模量，≈5kPa，利于细胞黏附）。

2）结构：微通道阵列（直径200µm，间距400µm），纵向贯通以模拟脊髓白质传导束；在通道交汇处设计径向孔洞（直径80µm），促进氧/营养交换。

3）打印参数：多喷头数字光固化（DLP）打印机，层厚50µm，405nm蓝光25mW cm⁻²，2秒内完成单层交联，细胞存活率 >90%。

STEP 3 细胞加载与类器官形成

1）将sNPCs与Matrigel和神经营养因子混合成生物墨水，低温打印入通道。

2）在体外培养40天，形成具有多亚型神经元的脊髓类器官支架。

STEP 4 动物移植

将两块类器官支架（背侧+腹侧）植入大鼠T8/9完全横断模型1.8 mm缺损区。

3D打印脊髓类器官支架移植到横断损伤大鼠模型中的示意图

STEP 5 多维评估

1）体外：IHC、RNA-seq、膜片钳检测神经元成熟度与功能。

2）体内：BBB评分、运动诱发电位（MEPs）、组织学分析支架整合与神经网络重建。

该团队拟在2026年启动I期临床试验（IND申请已提交），重点评估iPSC细胞制品的安全性、剂量递增及3D打印支架的体内降解动力学。

总结

这项研究整合了材料科学、干细胞技术和生物制造领域的前沿成果，为脊髓损伤治疗提供了“结构-细胞-功能”三位一体的创新解决方案。它不仅为脊髓损伤患者带来了新希望，也为再生医学在神经修复领域的发展注入了新动力，有望推动该领域实现更大突破，引领更多难治性神经系统疾病治疗方案的革新。