Учёные впервые напечатали на 3D-принтере живые ткани человеческого мозга

Feb 06, 2024 21:17



Ученые из Висконсинского университета в Мадисоне напечатали ткани коры мозга и полосатого тела на 3D-принтере. Эти живые объединения клеток растут и функционируют, как настоящие. Но предназначены они не для трансплантации, а для изучения функций главного человеческого органа и различных неврологических расстройств. Исследователи говорят, что секрет их успеха заключается в особой плотности биочернил и горизонтальной печати, которая позволяет клеткам получать кислород и питание.

Эта напечатанная на 3D-принтере модель мозга поможет изучить разные неврологические заболевания и патологии развития нервной системы, включая болезни Альцгеймера и Паркинсона. Профессор нейробиологии и неврологии в Центре Вайсмана Су-Чун Чжан говорит, что она позволит ученым понять, как клетки и части мозга взаимодействуют у людей. Он считает, что достижение его команды изменит взгляд науки на биологию стволовых клеток, нейробиологию и патогенез многих неврологических и психиатрических расстройств.

Интересно, что вместо традиционного метода укладки вертикальных слоев в этой разработке применили инновационную горизонтальную 3D-печать. Нейроны, полученные из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, аккуратно помещали слоями. Их удерживают вместе биочернила - гель особой плотности. Он достаточно вязкий и прочный, чтобы ткань не разрушалась, но достаточно мягкий, чтобы нейроны могли образовывать связи и коммуницировать. Исследователи намеренно сохранили толщину ткани, чтобы обеспечить оптимальное поступление кислорода и питательных веществ.



Профессор Чжан говорит, его что команда напечатала клетки коры головного мозга и полосатого тела. Последнее - это структура в мозге, которая играет важную роль в координации движений и некоторых аспектах планирования действий, мотивации и вознаграждения. Его название происходит от внешнего вида: на срезах мозга полосатое тело выглядит как область с чередующимися светлыми и темными полосами. Ученых удивило, что нейроны их модели смогли установить связь и начать естественным образом взаимодействовать, хотя принадлежали к разным частям мозга.

Авторы подчеркивают, что их метод достаточно точный: он позволяет контролировать типы клеток и их расположение. Это выгодно отличает его от модели органоидов- миниатюрных, выращенных в лаборатории органов, созданных для исследований мозга. Новый подход к 3D-печати, который имитирует сложную коммуникацию и развитие сетей, обнаруженных в тканях человеческого мозга, имеет большой потенциал для понимания функций мозга и его патологий.

3D-принтер

Previous post Next post
Up
[]