中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武团队20年来专注脊髓损伤修复研究，成功研发了神经再生胶原支架（NeuroRegen Scaffold？），并在100余例患者的临床研究中表明神经再生胶原支架安全有效。该产品近期启动了以医疗器械注册为目标的多中心临床试验。 

在中国科学院战略性先导科技专项“器官重建与制造”的支持下，戴建武团队开展了基于NeuroRegen支架的脊髓组织体外制造研究。在前期研究中，团队在脊髓制造的种子细胞选择方面进行系统研究，建立了临床级人脊髓来源神经干细胞及星形胶质细胞的三维培养方法（Xu et al. Bioactive Materials, 2022; Jin et al. Bioengineering & Translational Medicine, 2022）。在近期研究中，团队通过材料与细胞共价偶联技术制造了具有药物靶向引导功能的人脊髓组织。 

团队利用神经干细胞表面代谢标记及支架材料化学修饰实现了细胞与材料的共价结合，既可以促进干细胞向神经元分化，还有利于细胞在材料表面的拓扑形态引导下形成纵向平行排列的仿生脊髓结构。同时，在类脊髓组织外周包裹了加载星形胶质细胞的胶原套管，利用星形胶质细胞的营养支持作用改善脊髓组织移植微环境，表面修饰过的星形胶质细胞还可以特异识别注射到血液中的包含活性氧清除药物的载体。团队将以上人脊髓组织移植到大鼠全横断脊髓损伤部位，发现其显著提高了外源细胞在损伤区的定植、存活及分化，并促进大鼠运动功能的恢复。 

该研究于2023年2月9日以“Spinal cord tissue engineering via covalent interaction between biomaterials and cells”为题发表在Science Advances期刊，第一作者为遗传发育所博士生刘为远，戴建武研究员与赵燕南青年研究员为论文通讯作者。该工作也受到自然基金重大项目、中科院青促会项目及稳定支持基础研究青年团队计划的支持。 

图：生物材料与细胞共价偶联构建类脊髓组织示意图