據了解位於北卡羅來納州威克森林再生醫學研究所（WFIRM）的科學家們發現了一種方法，該方法可以促進他們開發的3D生物列印技術來工程化骨骼肌，作為一種潛在的療法來替代病變或受損的肌肉組織。
骨骼肌負責移動身體。因此，當它們因鈍器受傷，戰鬥受傷或燒傷等而受損時，它們不會再生，而是需要進行重建手術，而通常用結締組織或脂肪組織替換成肌肉移植物，而後者不具有收縮能力。隨著時間的推移，肌肉萎縮，這些肌肉細胞會死亡。雖然目前已經進行了各種恢復肌肉的嘗試，例如通過細胞療法和使用各種生物材料，但是，沒有一種能夠促進骨骼肌修復和功能再生。根據WFIRM的研究，研究人員知道生物工程化的骨骼肌組織的有效神經整合一直是一個挑戰，但是現在它們給患者帶來了新的希望。一組研究人員在他們最近發表的題為《將神經細胞整合到生物3D列印的骨骼肌結構中促進肌肉功能的恢復》的論文中發表了一項研究，研究將神經細胞整合到生物列印的骨骼肌構建體中以加速體內功能性肌肉再生的作用。也就是說，他們將生物列印的構建體應用於脛前肌（TA）肌肉缺損的大鼠模型中，並評估了肌肉組織重建和神經支配的功能結果。
WFIRM講師Jim Ji Hyun Kim說：「這代表了在治療這類傷害方面的重大進步。我們的希望是開發一種治療方法，以幫助治癒受傷的患者並使他們恢復儘可能多的功能和正常狀態。」WFIRM承認，研究所的科學家先前已經證明了在14年的時間內在內部開發的綜合組織和器官列印系統（ITOP）可以產生足夠堅固的組織化肌肉組織，以維持其結構特徵。從那時起，研究人員一直在開發和測試不同類型的骨骼肌組織構建體，以找到合適的細胞和材料組合以實現功能性肌肉組織。在當前的研究中，他們研究了神經細胞整合到生物列印的肌肉結構中以加速功能性肌肉再生的作用。
在這項特殊的研究中，嚙齒類動物的肌肉缺陷損傷是通過去除40％的TA肌肉和其他損傷造成的，這些損傷在傷後六個月後造成了不可逆的解剖和功能畸形。在產生TA肌肉缺損後，他們將生物列印的骨骼肌結構與肌肉祖細胞（MPC）植入缺損部位，以進行解剖和功能性骨骼肌再生。該團隊使用自己的定製生物列印系統來製造骨骼肌構造。他們將系統描述為由四個分配模塊（包括冷卻和加熱單元），氣壓控制器，XYZ工作檯和控制器，溫度控制器和封閉室內的加溼器組成。他們通過將生物墨水加載到不同的無菌注射器中，將載有細胞的水凝膠，無細胞犧牲性水凝膠和支持聚合物用於3D骨骼肌構造。
人類骨骼肌結構的生物列印：使用WFIRM的自定義3D生物列印系統以逐層方式列印三個組件（圖片：WFIRM） 研究結果表明，向生物列印骨骼肌構建體的神經輸入顯示了肌纖維形成（多核單個肌肉細胞），長期存活和體外神經肌肉連接形成的改善。此外，他們聲稱具有神經細胞整合功能的生物印跡構建體有助於快速神經支配並成熟為有組織的肌肉組織，可恢復齧齒動物模型中正常的肌肉重量和功能。他們還建議，可以將3D生物列印的人神經骨骼肌肉構造物與宿主神經網絡快速整合，從而加速肌肉功能的恢復。