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3D生物打印首次组装功能性人脑组织  

科学家们开发了一个可组装功能性人类神经组织的 3D 生物打印平台。打印组织中的祖细胞生长形成神经回路并与其他神经元建立功能连接,从而模仿自然脑组织。这是神经组织工程和3D生物打印技术的重大进展。这种生物打印的神经组织可用于模拟由于神经网络损伤而引起的人类疾病(例如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等)。对大脑疾病的任何研究都需要了解人类神经网络的运作方式。  

3D生物打印 是一种增材工艺,将合适的天然或合成生物材料(生物墨水)与活细胞混合,并以天然组织状三维结构逐层打印。细胞在生物墨水中生长,结构发育成模仿自然组织或器官。该技术已在以下领域得到应用 再生 用于细胞、组织和器官生物打印的医学以及作为研究人体模型的研究 细胞/组织,特别是人类的神经系统。  

由于缺乏原始样本,人类神经系统的研究面临局限性。动物模型是有帮助的,但存在物种特异性差异,因此有必要 细胞/组织 人类神经系统模型,以研究人类神经网络如何运作,以寻找神经网络损伤所致疾病的治疗方法。 

过去曾使用干细胞 3D 打印人类神经组织,但这些组织缺乏神经网络形成。由于多种原因,打印的组织并未显示出细胞之间形成连接。这些缺点现在已经被克服了。  

在最近的一项研究中,研究人员选择纤维蛋白水凝胶(由纤维蛋白原和凝血酶组成)作为基本生物墨水,并计划打印一种分层结构,其中祖细胞可以在层内和层间生长并形成突触,但他们改变了层在层状结构中的堆叠方式。印刷。他们没有选择传统的垂直堆叠层的方式,而是选择水平地相邻打印层。显然,这造成了差异。他们的 3D 生物打印平台被发现可以组装功能性人类神经组织。相对于其他现有平台的改进,该平台打印的人类神经组织形成了神经网络以及与层内和层间的其他神经元和神经胶质细胞的功能连接。这是第一个此类案例,是神经组织工程向前迈出的重要一步。模拟大脑功能的神经组织的实验室合成听起来令人兴奋。这一进展无疑将有助于研究人员对因神经网络受损引起的人类脑部疾病进行建模,以更好地理解其机制,从而找到可能的治疗方法。  

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参考文献:  

  1. 卡德纳 M., 2020。神经组织的 3D 生物打印。高级医疗保健材料第 10 卷第 15 期 2001600。DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600 
  1. 严Y., 2024. 具有功能连接的人类神经组织的 3D 生物打印。细胞干细胞技术|第 31 卷,第 2 期,P260-274.E7,01 年 2024 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009  

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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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