3D-принтер создает соединенную ткань мозга

Американским исследователям удалось заставить напечатанную на 3D-принтере ткань мозга взаимодействовать и функционировать как настоящая сеть человеческого мозга.

Например, чтобы лучше понять, что происходит в мозгу человека, страдающего болезнью Альцгеймера или Паркинсона, необходимы 3D-модели мозга. Эта модель больше напоминает нормальную человеческую ткань, чем клетки в чашке Петри.

3D-принтеры уже несколько лет используются для 3D-воссоздания тканей человека, включая мозг. Но увидеть связь между клетками в тканях по-прежнему очень сложно. Американским исследователям из Университета Висконсин-Мэдисон наконец удалось, с некоторыми модификациями.

Густые чернила

3D-принтер строит слои один за другим. Это можно сделать разной формы и из разных материалов, в зависимости от цели. Bioink используется для 3D-печати тканей мозга. Это натуральный гель Стволовые клетки Внутри и напоминает ткань человеческого мозга.

Ранее исследователи воссоздали ткань мозга, укладывая биочернила слоями в столбчатую структуру. После 3D-печати они добавили питательные вещества и кислород. Стволовые клетки затем могут развиться в нейроны и срастись вместе, образуя большую коммуникационную сеть. По крайней мере, это идея. Пока этот метод не смог смоделировать реальную работающую ткань мозга.

Проблема, с которой сталкиваются исследователи, заключается в том, что используемый гель слишком густой. Затем клетки слипаются, затрудняя распространение питательных веществ и подавляя рост нервов. Таким образом, между нейронами нет функциональной связи, как в реальной мозговой ткани, и, следовательно, нет связи между этими слоями.

Горизонтальная структура

Американские исследователи теперь выбрали другой подход. Используя 3D-принтер, они разместили ткани рядом друг с другом в горизонтальной структуре вместо вертикальной. Это обеспечивает большую прочность, благодаря чему густой гель больше не нужен.

Более тонкие биочернила на гелевой основе смягчают структуру напечатанной ткани, но остаются достаточно стабильными, чтобы оставаться целыми. Исследователи использовали новый гель, чтобы позволить различным частям ткани мозга срастаться, образуя плотную сеть. Только таким образом может происходить общение между клетками, и именно это делает его важным достижением. Рассказывает KIJK Регина Лютье, исследователь микросистем и руководитель группы нейро-наноинженерии в Технологическом университете Эйндховена.

Болезнь Паркинсона и Альцгеймера

Этот прорыв позволяет ученым лучше изучить, как клетки мозга общаются друг с другом. Например, при таких заболеваниях головного мозга, как болезнь Альцгеймера и Паркинсона, в некоторых клетках мозга происходит адаптация. Эксперты знают, что это за адаптация, но не знают, как мозг ведет себя потом. Вскоре можно будет лучше изучить это с помощью 3D-печати ткани мозга.

Источник: Смотреть онлайн