3D-биопечать впервые собирает функциональную ткань человеческого мозга  

Ученые разработали платформу для 3D-биопечати, которая собирает функциональные человек нервные ткани. Клетки-предшественники в напечатанных тканях растут, образуя нервные цепи и создавая функциональные связи с другими нейронами, имитируя, таким образом, естественные нейроны. мозг ткани. Это значительный прогресс в инженерии нервной ткани и технологии 3D-биопечати. Такие биопринтированные нервные ткани можно использовать при моделировании. человек заболевания (такие как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и т. д.), вызванные нарушением работы нейронных сетей. Любое исследование заболеваний головного мозга требует понимания того, как человек нейронные сети работают.  

3D биопечать представляет собой аддитивный процесс, при котором подходящий природный или синтетический биоматериал (биочернила) смешивается с живыми клетками и печатается слой за слоем в трехмерных структурах, похожих на естественные ткани. Клетки растут в биочернилах, и структуры развиваются, имитируя естественную ткань или орган. Эта технология нашла применение в регенеративный медицина для биопечати клеток, тканей и органов, а также в исследованиях как модель для изучения человек тело в пробирке, в частности человек нервная система.  

Изучение человек Нервная система сталкивается с ограничениями из-за отсутствия первичных образцов. Модели на животных полезны, но страдают от видоспецифичных различий, поэтому необходимо в пробирке модели из человек нервной системы, чтобы выяснить, как человек нейронные сети работают над поиском методов лечения заболеваний, вызванных повреждением нейронных сетей. 

Человек В прошлом нервные ткани печатались на 3D-принтере с использованием стволовых клеток, однако в них не было формирования нейронной сети. Напечатанная ткань не сформировала связей между клетками по нескольким причинам. Сейчас эти недостатки устранены.  

В недавнем исследовании, исследователи выбрали гидрогель фибрина (состоящий из фибриногена и тромбина) в качестве основных биочернил и планировали напечатать слоистую структуру, в которой клетки-предшественники могли бы расти и образовывать синапсы внутри и между слоями, но они изменили способ укладки слоев во время печати. Вместо традиционного способа укладки слоев по вертикали они решили печатать слои рядом с другими по горизонтали. Видимо, это имело значение. Было обнаружено, что их платформа 3D-биопечати позволяет собирать функциональные человек нервная ткань. Улучшение по сравнению с другими существующими платформами, человек нервная ткань, напечатанная этой платформой, формировала нейронные сети и функциональные связи с другими нейронами и глиальными клетками внутри и между слоями. Это первый подобный случай и значительный шаг вперед в инженерии нервной ткани. Лабораторный синтез нервной ткани, которая по функциям имитирует мозг, звучит захватывающе. Этот прогресс, безусловно, поможет исследователям в моделировании человек заболевания головного мозга, вызванные нарушением работы нейронной сети, чтобы лучше понять механизм поиска возможного лечения.  

Ссылки:  

1. Кадена М., и др. 2020. 3D-биопечать нервных тканей. Advanced Healthcare Materials, том 10, выпуск 15, 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600 

2. Ян Ю., и др. 2024. 3D-биопечать человек нервные ткани с функциональной связностью. Технология клеточных стволовых клеток| Том 31, выпуск 2, P260-274.E7, 01 февраля 2024 г. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009