3D打印功能性人腦組織創(chuàng)建
發(fā)布時(shí)間：2024年2月5日
來源：科技日報(bào)
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美國威斯康星大學(xué)麥迪遜分校科學(xué)家創(chuàng)建了一個(gè)3D打印腦組織，其能像典型的腦組織一樣生長并發(fā)揮作用。這對進(jìn)一步研究大腦及阿爾茨海默病和帕金森病等一系列神經(jīng)發(fā)育障礙疾病具有重要意義。相關(guān)研究論文發(fā)表于1月31日出版的《細(xì)胞·干細(xì)胞》雜志。
在最新研究中，團(tuán)隊(duì)沒有使用垂直堆疊層這種傳統(tǒng)3D打印方法，而是使用了水平堆疊。他們將腦細(xì)胞（利用誘導(dǎo)多能干細(xì)胞生長出來的神經(jīng)元）置于更柔軟的“生物墨水”凝膠內(nèi)。
研究人員表示，水凝膠相對較薄而且柔軟，這使神經(jīng)元很容易從生長介質(zhì)中獲得足夠的氧氣和營養(yǎng)。打印出來的細(xì)胞穿過介質(zhì)，在每個(gè)打印層內(nèi)部以及層與層之間形成連接，最終形成與人腦相似的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。神經(jīng)元通過神經(jīng)遞質(zhì)進(jìn)行通信、發(fā)送信號、相互作用，甚至與添加到打印組織內(nèi)的支持細(xì)胞形成網(wǎng)絡(luò)。
打印出的大腦皮層和腦紋狀體，屬于大腦不同部分的不同細(xì)胞。它們能以一種非常特殊的方式相互“交談”。大腦類器官（用于研究大腦的微型器官）的生長通常缺乏組織和控制，而這種打印技術(shù)可精確地控制細(xì)胞的類型及排列方式。
最新研究的特別之處在于，幾乎可在任何時(shí)間制造出任何類型的神經(jīng)元，并以特定方式將其拼湊在一起。在此基礎(chǔ)上，研究人員可進(jìn)一步了解人類的腦細(xì)胞是如何相互交流的。