用 3-D 打印机打印出脑组织的精确复制品
最近審查:02.07.2025
人脑含有超过800亿个神经细胞,研究人员面临着创造人工组织来研究大脑如何运作的艰巨任务,但所有的尝试都以失败告终。
在澳大利亚的一家研究中心,专家们已经接近解决了这个问题。ACES中心打印了一个3D模型,它不仅模拟了由神经细胞组成的脑组织结构,而且还形成了相对正确的神经连接。
用于测试的脑组织价格相当高昂。在研发新药时,制药商会花费巨额资金(数百万美元)进行动物试验。值得注意的是,即使在动物试验成功后,在人体上进行试验,也会出现相反的效果。科学家认为,这是因为人脑与动物的大脑存在差异。
3D打印的脑组织模型与人类脑组织非常相似,预计不仅可用于测试新药,还可用于研究各种萎缩性疾病和脑部疾病。
该研究项目的发起人戈登·华莱士教授解释说,他的研究小组的这一进展可以算作一大进步,因为测试脑组织不仅能让人们更好地了解大脑的原理和某些疾病的发展,而且还将为制药公司开辟巨大的机会。
华莱士说,现在谈论打印一个完整的大脑还为时过早,但知道如何组织细胞以使其形成正确的神经连接本身就是一个突破。
为了打造这种六层结构,科学家们基于天然碳水化合物材料研制出了一种特殊的生物涂料。这种独特的涂料能够在材料整个结构中复制精确的细胞分布,从而提供罕见的细胞保护。
生物涂料是专为3D打印而设计的,可以在正常条件下用于培养细胞,而无需昂贵的设备。
这种打印的结果是一种分层结构,与在天然脑组织中观察到的结构完全相同,细胞按照一定的顺序排列并保留在分配给它们的层中。
华莱士表示,这一进展为使用其他更复杂的打印机创建测试模型提供了可能性。
专家们还指出,新的打印原理还不能用于神经外科手术,因为人造脑组织的寿命很短;此外,尽管模仿得非常精确,但 3D 模型并不是真实大脑的 100% 模拟。
以前,所有创建的人工模型都是二维的,但新的三维模型使研究更接近真实情况。