近期，牛津大學(xué)的研究人員在腦損傷治療領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。他們成功開發(fā)了一種3D生物打印技術(shù)，用于制造更接近大腦皮層結(jié)構(gòu)的工程化植入物。

創(chuàng)新的3D生物打印技術(shù)

這項(xiàng)技術(shù)的細(xì)節(jié)最近發(fā)表在《自然通訊》雜志上，文章題為《3D打印大腦皮層組織在體外損傷腦片中的整合》。研究描述了如何利用該技術(shù)從人類神經(jīng)干細(xì)胞制造出兩層大腦組織。當(dāng)這些組織被植入到小鼠大腦切片中時(shí)，細(xì)胞顯示出令人信服的結(jié)構(gòu)和功能整合。

制造大腦皮層結(jié)構(gòu)的過程

為了構(gòu)建這種皮層結(jié)構(gòu)，研究人員使用了人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSCs），這些細(xì)胞分化為兩種不同的神經(jīng)前體細(xì)胞，對(duì)應(yīng)大腦皮層的兩個(gè)不同層次。然后，這些細(xì)胞被懸浮在溶液中以生成兩種生物墨水，隨后被打印成兩層結(jié)構(gòu)。

（利用3D生物打印技術(shù)，牛津大學(xué)的研究人員使用含有人類iPSC源神經(jīng)前體細(xì)胞的液滴，制造了一種類似大腦皮層的雙層組織。在植入到小鼠腦切片之前，這種組織被培養(yǎng)。DNP：深層神經(jīng)前體細(xì)胞；UNP：上層神經(jīng)前體細(xì)胞。）

植入物與宿主組織的整合

當(dāng)打印的組織被植入到小鼠大腦切片中時(shí)，它們展示了強(qiáng)大的整合能力，這表現(xiàn)在神經(jīng)過程的投射和神經(jīng)元跨越植入物-宿主邊界的遷移上。植入的細(xì)胞還顯示了與宿主細(xì)胞相關(guān)聯(lián)的信號(hào)活動(dòng)。

個(gè)性化植入治療的可能性

“我們的滴液打印技術(shù)提供了一種用所需架構(gòu)工程活體3D組織的方法，”研究的高級(jí)作者之一Linna Zhou博士說?！斑@使我們更接近于創(chuàng)造個(gè)性化的腦損傷植入治療?！?/p>

研究人員打算進(jìn)一步完善滴液打印技術(shù)，以創(chuàng)造更復(fù)雜的多層大腦皮層組織，這些組織能更真實(shí)地模仿人腦的架構(gòu)。除了修復(fù)腦損傷的潛力外，這些工程化組織還可能用于藥物評(píng)估以及研究大腦發(fā)育和認(rèn)知。

結(jié)論

牛津大學(xué)的這項(xiàng)研究不僅在腦損傷治療領(lǐng)域開辟了新天地，而且對(duì)于神經(jīng)科學(xué)、藥物測(cè)試和認(rèn)知研究等廣泛領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)的影響。這種創(chuàng)新的3D生物打印技術(shù)展現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)在模擬和修復(fù)復(fù)雜生物組織方面的巨大潛力，為未來的醫(yī)療治療提供了新的思路和方法。

編輯：王洪

排版：李麗