近期,牛津大学的研究人员在脑损伤治疗领域取得了重要进展。他们成功开发了一种3D生物打印技术,用于制造更接近大脑皮层结构的工程化植入物。

创新的3D生物打印技术

这项技术的细节最近发表在《自然通讯》杂志上,文章题为《3D打印大脑皮层组织在体外损伤脑片中的整合》。研究描述了如何利用该技术从人类神经干细胞制造出两层大脑组织。当这些组织被植入到小鼠大脑切片中时,细胞显示出令人信服的结构和功能整合。

制造大脑皮层结构的过程

为了构建这种皮层结构,研究人员使用了人类诱导多能干细胞(iPSCs),这些细胞分化为两种不同的神经前体细胞,对应大脑皮层的两个不同层次。然后,这些细胞被悬浮在溶液中以生成两种生物墨水,随后被打印成两层结构。

牛津大学研究人员开发3D生物打印技术,为脑损伤治疗带来新希望-肽度TIMEDOO

(利用3D生物打印技术,牛津大学的研究人员使用含有人类iPSC源神经前体细胞的液滴,制造了一种类似大脑皮层的双层组织。在植入到小鼠脑切片之前,这种组织被培养。DNP:深层神经前体细胞;UNP:上层神经前体细胞。)

植入物与宿主组织的整合

当打印的组织被植入到小鼠大脑切片中时,它们展示了强大的整合能力,这表现在神经过程的投射和神经元跨越植入物-宿主边界的迁移上。植入的细胞还显示了与宿主细胞相关联的信号活动。

个性化植入治疗的可能性

“我们的滴液打印技术提供了一种用所需架构工程活体3D组织的方法,”研究的高级作者之一Linna Zhou博士说。“这使我们更接近于创造个性化的脑损伤植入治疗。”

研究人员打算进一步完善滴液打印技术,以创造更复杂的多层大脑皮层组织,这些组织能更真实地模仿人脑的架构。除了修复脑损伤的潜力外,这些工程化组织还可能用于药物评估以及研究大脑发育和认知。

结论

牛津大学的这项研究不仅在脑损伤治疗领域开辟了新天地,而且对于神经科学、药物测试和认知研究等广泛领域具有深远的影响。这种创新的3D生物打印技术展现了科学技术在模拟和修复复杂生物组织方面的巨大潜力,为未来的医疗治疗提供了新的思路和方法。

编辑:王洪

排版:李丽