در حال حاضر، بازسازی نورون‌های آسیب دیده در نخاع یک چالش واقعی است. در حالی که اعصاب محیطی، مانند اعصاب انگشتان و پاهای شما، می‌توانند نسبتاً به راحتی خود را بهبود بخشند، اکثر نورون‌های سیستم عصبی مرکزی، در مغز و نخاع، این سطح از پتانسیل بازسازی را ندارند. تنها چند نوع نورون در ستون فقرات توانایی محدودی برای بهبودی دارند. و علاوه بر آن، نورون‌ها ممکن است نیاز داشته باشند تا چندین میلی‌متر رشد کنند و ممکن است بافت زخمی در راه باشد. بنابراین، ما باید یک داربست مصنوعی برای کمک به نورون‌ها و پر کردن شکاف فراهم کنیم. هنگامی که نورون‌ها خود را ترمیم می‌کنند، این فرآیند به صورت مجزا اتفاق نمی‌افتد. در عوض، نورون‌ها به یک ماتریکس خارج سلولی متکی هستند یک ساختار فیبری که پشتیبانی و نشانه‌های شیمیایی را برای رشد صحیح نورون‌ها فراهم می‌کند. اما تا کنون، محدودیت‌های تکنولوژیکی مانع از تولید داربست‌هایی شده است که می‌توانند بافت ماتریکس خارج سلولی را در مقیاسی بزرگ برای آسیب نخاعی تقلید کنند.

در یک مطالعه، دانشمندان به یک تکنیک ساخت پیشرفته به نام لیتوگرافی 2 فوتونی روی آوردند که به آنها کنترل دقیق‌تری بر ساختار کامل در مقایسه با روش‌های چاپ استاندارد می‌داد. این کار کمی شبیه پرینت سه بعدی است، اما برعکس. به جای ساختن با قرار دادن مواد در جایی که مورد نیاز است، ساختار با حذف مواد ایجاد می‌شود.

محققان از نرم‌افزار رایانه‌ای برای طراحی داربست‌هایی با شیارها و فرورفتگی‌هایی استفاده کردند که باعث رشد جهت‌گیری نورون‌ها می‌شد. نورون‌ها معمولاً به صورت شعاعی رشد می‌کنند و از یک نقطه مرکزی به بیرون گسترش می‌یابند، اما در آسیب‌هایی که یک اتصال را قطع می‌کنند، رشد در یک خط مستقیم برای پل زدن دو طرف کارآمدتر است. سپس با استفاده از پلیمر داربست‌های مختلفی ساختند. این ماده در پاسخ به نور لیزر سخت می‌شود که طبق طرح شماتیک در موقعیت‌های خاصی شلیک می‌شود. سپس پلیمر اضافی و سخت نشده در انتها شسته شد تا ساختار نهایی نمایان شود. هنگامی که محققان خواص مواد داربست ها را مطالعه کردند، دریافتند که پلیمر سخت شده از نظر حرارتی و مکانیکی پایدار است. محققان همچنین با رشد نورون‌های موش کشت‌شده از گانگلیون‌های ریشه پشتی خوشه‌ای از نورون‌ها که نزدیک نخاع قرار دارند و حس را به مغز منتقل می‌کنند، سازگاری زیستی این ساختار را آزمایش کردند.

 این تیم همچنین ساختار را با نورون‌های حرکتی موش که در نخاع یافت می‌شوند و مسئول انقباض عضلانی و در نتیجه حرکت هستند، آزمایش کردند. هر دو نوع عصبی قادر به اتصال و رشد بر روی داربست بودند. محققان یکی از داربست‌ها را به گونه‌ای طراحی کردند که متخلخل‌تر باشد تا نورون‌ها را به رشد در ساختار و همچنین بالای آن تشویق کند. ما دریافتیم که نورون‌ها می‌توانند به تمام لایه‌های داربست نفوذ کنند، که دیدن آن بسیار هیجان‌انگیز بود. هدف بعدی استفاده از این طرح به عنوان الگویی برای توسعه داربست‌های آینده است که می‌تواند برای آزمایش در موش استفاده شود.

این تیم همچنین در حال برنامه ریزی برای آزمایش با مواد مختلف و طرح‌های داربست است که می‌تواند برای سایر انواع آسیب‌ها بهتر عمل کند.

با این حال، محققان اذعان کردند، این فناوری در حال حاضر برای اکثر آزمایشگاه‌های تحقیقاتی بسیار گران است و چاپ داربست‌هایی با اندازه کافی ممکن است روزها طول بکشد. این فناوری هنوز در مراحل ابتدایی خود است، اما امیدواریم که با گذشت زمان از نظر هزینه و کارایی بهبود یابد. منبع