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本研究旨在模拟脊髓组织的空间结构和生理功能，利用增材制造技术制备仿生神经支架，通过理化性质检测、分子生物学分析、组织学染色、免疫荧光染色、运动功能评价等实验方法，探讨3D打印仿生神经支架联合骨髓间充质干细胞和雪旺细胞移植修复脊髓损伤的有效性研究。研究内容：本课题通过模拟脊髓组织的解剖结构，通过3D打印平台预建模、新型生物墨水制作和特异性参数设计，制备了搭载骨髓间充质干细胞和雪旺细胞的仿生脊髓支架，其疏松网状结构和表面亲水特性，有利于细胞均匀分布和细胞形态维持，并且便于培养基湿润和营养物质交换，共同促进细胞存活和增殖。模拟神经纤维传导束设计了独特的单方向孔径尺寸，有利于引导神经细胞再生方向。模拟脊髓结构的功能，通过调整交联方式、强度和时间，制备了相近机械强度、流变性能、耐热稳定性和导电性的仿生支架，机械应变响应能力可以为内部细胞提供近似的脊髓组织环境，为神经再生创造仿生环境。研究方法：使用3D打印技术制备支架，并对仿生支架制备和理化性质的检测。通过对仿生支架体外生物学行为的测定，评估支架的生物安全性。通过对大鼠脊髓半切损伤动物模型进行细胞支架的移植，通过大鼠运动功能恢复，来判断支架移植后的有效性。研究结论：1.通过3D打印技术，模拟脊髓空间结构和功能，制备的仿生支架具有良好的理化性质和生物学功能，为搭载干细胞提供仿生环境。2.聚焦相对空间位置促进干细胞定向分化的研究，有效促进向目标细胞分化；调控孔径参数，引导再生轴突定向延伸。3.聚焦修复效果，仿生支架填充空洞，维持脊髓轮廓，重塑有髓神经纤维结构，促进运动功能恢复，为进一步临床转化奠定理论础。创新之处：1.制备了相近机械强度、流变性能、耐热稳定性和导电性的仿生支架，机械应变响应能力可以为内部细胞提供近似的脊髓组织环境，为神经再生创造仿生环境。2.仿生支架具有良好的生物相容性，可促进干细胞的存活和增殖；具有低免疫原性，不引起严重炎症反应；具有生物可降解性、稳定性和缓释能力，可以在急性期保护并培育干细胞，免受复杂微环境的影响，保持搭载双重细胞的相对空间位置，促进骨髓间充质干细胞向神经元方向分化，伸出轴突沿设计孔径方向延伸。3.该支架能促进骨髓间充质干细胞向神经元方向分化，雪旺细胞向少突胶质细胞分化进而分化为髓鞘。