【3D打印大脑突破:科学家创造活生生的人脑组织】
科学家们开创了一项突破性技术,成功地利用3D生物打印技术制造出功能性的人脑组织。这一新方法,将神经细胞文化由传统的垂直堆栈转变为水平排列,有效解决了长期以来对器官体设计控制不足的问题,这在过去常常限制了器官体的功能性和使用价值。
在威斯康辛大学麦迪逊分校的研究团队所开发的这种创新3D打印方法中,传统的3D打印是像做蛋糕一样逐层垂直堆栈「生物墨水」,而这支团队则是让他们的机器像摆多米诺骨牌一样进行水平打印。
研究人员将从多能干细胞(能够转化为多种不同细胞类型的细胞)培养出的神经元,放置在一种含有纤维蛋白原和凝血酶的新型生物墨水凝胶中。这些生物材料参与了血液凝固过程。加入其他水凝胶后有助于放松生物墨水,解决了先前3D打印组织实验中遇到的问题。
据威斯康辛大学麦迪逊分校神经科学和神经病学教授、研究领导苏春章表示,这种组织具有足够的结构维持其形状,同时也足够柔软,以便让神经元互相生长并开始交流。
在这些实验中,该团队打印了大脑皮层和纹状体文化。尽管这两种组织负责非常不同的功能,但这两种3D打印的组织仍能以一种非常特殊和特定的方式进行交流。
研究人员相信,他们的技术不仅限于创建这两种类型的文化,而且理论上可以「创建几乎任何类型的神经元」。这意味着3D打印方法最终可能有助于研究健康大脑部分与阿兹海默症等疾病,受影响部分如何相互作用,检测唐氏综合症中的细胞信号通路,以及使用组织测试新药物。
这项研究刊登在最新一期的《细胞:干细胞》。
发布于 山东
