مهندسی بافت عصبی
CNS > درمان‌ها و تحقیقات کنونی > کاشت بافت عصبی توسعه یافته در شرایط آزمایشگاهی

یک روش سوم برای درمان آسیب‌های ناشی از CNS این است که بافت مصنوعی خارج از بدن را به داخل محل آسیب وارد کند. این روش می‌تواند آسیب‌هایی را که از حفره‌های بزرگ تشکیل شده‌است، درمان کند، جایی که مقدار بیشتری از بافت‌های عصبی نیاز به جایگزینی و بازسازی دارند. بافت عصبی در محیط آزمایشگاهی با سلول‌های ساقه عصبی یا پیش سلولی در یک چهارچوب سه بعدی تشکیل می‌شود و بدن‌های جنینی (EBs) را تشکیل می‌دهد. این EBها شامل یک حوزه‌ای از سلول‌های بنیادی هستند که سلول‌های درونی آن‌ها سلول‌های عصبی تقسیم نشده هستند و سلول‌های اطراف آن به‌طور فزاینده‌ای متفاوت هستند. چهارچوب‌های سه بعدی برای پیوند بافت به محل آسیب استفاده می‌شوند و رابط کاربری مناسب بین بافت مصنوعی و مغز را ایجاد می‌کنند. چهارچوب‌ها باید: سازگار با محیط زیست، قابل تجزیه زیستی، محل جراحت مناسب، شبیه به بافت موجود در کشش و سختی، و حمایت از سلول‌ها و بافت‌های در حال رشد باشد. ترکیبی از استفاده از سلول‌های بنیادی مستقیم و چهارچوب‌ها برای حمایت از سلول‌های عصبی و بافت‌ها، بقای سلول‌های بنیادی در محل صدمه را افزایش می‌دهد که موجب افزایش کارایی درمان می‌شود.
۶ نوع مختلف چهارچوب وجود دارد که برای درمان آسیب بافت عصبی در این روش مورد استفاده قرار می‌گیرد
هیدروژل مایع از زنجیر پلیمرهای هیدروفوبیک متقاطع هستند و سلول‌های بنیادی عصبی روی سطح ژل رشد می‌کنند یا در طول اتصال متقابل زنجیره‌های پلیمری به ژل متصل می‌شوند. اشکال اصلی هیدروژل‌های مایع، حفاظت محدودی از سلول‌هایی است که پیوند دارند.
چهارچوب‌های حمایتی از ساختارهای جامد شکل یا ساختارهای میکروپروس ساخته شده‌اند و می‌توانند به عنوان حامل برای سلول‌های پیوند شده عمل کنند یا برای عوامل رشدی که سلول‌های بنیادی در هنگام تمایز سلول‌های ترشح می‌کنند. سلول‌ها در سطح ماتریس در لایه‌های دو بعدی قرار دارند. چهارچوب‌های‌های حمایتی به علت اندازه چهارچوب به راحتی به محل آسیب مغزی پیوند می‌خورند. آن‌ها یک ماتریس ترویج چسبندگی و تجمع سلول را فراهم می‌کنند، بنابراین در حال افزایش کاشت سلولی سالم افزایش یافته هستند.
هموار کردن چهارچوب‌ها می‌تواند بر اساس ابریشم، پلی ساکارید یا بر اساس مواد دیگر مانند هیدروژل غنی از کلاژن باشد. در حال حاضر این ژل‌ها با الگوهای میکروتیک بر روی سطح برای بهبود رشد عضلانی افزایش می‌یابد. این چهارچوب‌ها عمدتاً برای بازسازی استفاده می‌شود که نیاز است در یک جهت خاص مانند جراحت‌های نخاعی رخ دهد.
چهارچوب‌های مجتمع اساساً برای حفاظت از سلول‌های پیوند شده از نیروهای مکانیکی استفاده می‌شود که در معرض روند کاشت در محل آسیب قرار دارند. این چهارچوب همچنین احتمال ایجاد سلول‌های التهابی را که در محل آسیب دیدگی قرار دارند، کاهش می‌دهد و به چهارجوب‌هایی با سلول‌های بنیادی منتقل می‌شود. مشاهده شده‌است که رگ‌های خونی از طریق چهارچوب رشد می‌کنند، بنابراین جهارچوب و سلول‌ها در بافت میزبان ادغام می‌شوند.
ترکیبی از جهارجوب‌های مهندسی ارائه می‌دهد گزینه‌ای برای چهارچوب سه بعدی که می‌تواند هر دو الگوی ضروری برای چسبندگی سلول و انعطاف‌پذیری برای انطباق با محیط همیشه در حال تغییر در محل صدمه را داشته باشد. جهارجوب ECM Decellularized یک گزینه برای چهارچوب‌ها است زیرا آن‌ها بافت بافتی نزدیک تری دارند، اما این چهارچوب‌ها فقط در حال حاضر می‌توانند از قطع و مجروح شدن برداشت شوند.
این چهارچوب‌های سه بعدی را می‌توان با استفاده از اشباع ذرات، فوم گاز، پیوند فیبر، ریخته‌گری حلال یا تکنیک‌های الکتروفیزین ساخت. هر تکنیک یک چهارچوب با خواص مختلف نسبت به تکنیک‌های دیگر ایجاد می‌کند.
پیروی از موفقیت چهارچوب‌های سه بعدی به CNS نشان داده شده‌است که بستگی دارد به مرحله‌ای که سلول‌ها تمایز یافته‌اند. مراحل بعدی تأمین یک پروتئین کارآمدتر می‌باشد، در حالی که سلول‌های پیش از مواجهه باید در معرض عواملی قرار گیرند که سلول‌ها را مجبور به تمایز و در نتیجه به شکلی مناسب به سیگنال‌های دریافت شده سلول‌ها در محل آسیب ناشی از CNS پاسخ دهد. فاکتور نوروتروفیک مشتق شده مغز یک عامل پتانسیل بالقوه برای بهبود فعال‌سازی نورون‌های حاصل از سلول‌های ES در مکان‌های آسیب دیدگی CNS است.