神經作為(wei) 人體(ti) 的中樞係統，在調節和控製其他組織/器官的生理功能和代謝穩態等方麵發揮作用。此外，組織再生是動態且複雜的生理過程，需要多種信號、細胞和生長因子的協同作用。在損傷(shang) 初期，神經率先感知損傷(shang) 信號並做出反應，通過分泌多種神經遞質和神經肽等調節再生微環境，從(cong) 而積極參與(yu) 組織再生。因此，構建具有神經調節功能的生物活性支架，對於(yu) 加速組織再生與(yu) 恢複生理功能頗為(wei) 重要。

近日，中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員吳成鐵帶領的團隊，在生物3D打印神經構建體(ti) 用於(yu) 複雜組織再生方麵取得進展。針對神經調控組織再生及功能化這一關(guan) 鍵要素，該研究將矽酸鹽生物陶瓷基生物墨水與(yu) 神經幹細胞相結合，采用生物3D打印技術，構建出神經化構建體(ti) 。研究發現，矽酸鹽生物陶瓷賦予神經構建體(ti) 神經活性和多細胞調控功能，使其可作為(wei) 通用的神經化平台以促進多種組織的修複再生與(yu) 功能恢複。

該研究基於(yu) 鋰、鈣、矽元素的促神經分化及神經保護作用，開發了基於(yu) Li-Ca-Si（LCS）生物陶瓷的生物墨水，並將其與(yu) 神經幹細胞結合，運用生物3D打印技術製備出功能化的神經構建體(ti) 。研究發現，LCS基生物墨水釋放的多種活性離子能夠通過PI3K-AKT通路促進神經幹細胞向神經元方向分化並誘導神經元成熟，展現出神經調控活性。此外，基於(yu) LCS生物墨水的神經構建體(ti) ，展現出良好的多細胞調控功能，促進骨髓間充質幹細胞的成骨分化、內(nei) 皮細胞的成血管化以及與(yu) 肌肉細胞形成神經肌肉接頭等。在全橫斷脊髓損傷(shang) 模型中，神經構建體(ti) 能夠刺激神經分化及血管化，促進脊髓損傷(shang) 再生及恢複老鼠下肢運動功能；在顱骨損傷(shang) 模型中，神經構建體(ti) 可以誘導新生骨的形成、骨整合、血管化和神經支配，實現神經/血管化骨再生；在體(ti) 積性肌肉損傷(shang) 模型中，神經構建體(ti) 能夠誘導肌纖維的形成與(yu) 成熟、血管化並增強神經支配，實現了神經/血管化肌肉再生。

該研究從(cong) 神經調節組織再生角度出發製備的基於(yu) 生物陶瓷/神經幹細胞的神經構建體(ti) 為(wei) 實現複雜組織再生提供了潛在策略，並為(wei) 新一代複雜組織工程生物材料的設計提供新思路。相關(guan) 研究成果以Bioprinting of inorganic-biomaterial/neural-stem-cell constructs for multiple tissue regeneration and functional recovery為(wei) 題，發表在《國家科學評論》（National Science Review）上。研究工作得到國家重點研發計劃、國家自然科學基金、中國科學院穩定支持基礎研究領域青年團隊計劃等的支持。

生物3D打印基於(yu) 無機材料/神經幹細胞的神經化構建體(ti) 促進脊髓、顱骨和肌肉損傷(shang) 等組織再生與(yu) 功能恢複