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生物科技界新发明 3D打印大脑结构更清晰

2016-03-24 09:27
默菲
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  我们的大脑是神奇的:它会控制我们的行动、思想和记忆,调节我们的体温,影响我们的情绪。与此同时,它们也是我们的神经疾病、认知障碍和心理问题的来源。了解我们的大脑能够帮助科学家们更好地认识像阿尔茨海默病这样让医生们束手无策的神经退行性疾病,但是迄今为止,人类对于自己大脑的了解仍然非常之少。

  不过,这一情况有可能发生变化。近日,澳大利亚卧龙岗大学(University of Wollongong)和美国德克萨斯大学的科学家们已经找到了一个能够制造更精确的大脑模型的方法——使用3D打印技术。相关研究结果已经发表在了《Biomaterials》杂志上,他们的这一发现甚至获得了Elsevier Atlas奖。该论文的题目是《使用多肽改良的结冷胶3D打印类似大脑的层状结构(3D printing of layered brain-like structures using peptide modified gellan gum substrates)》。

  据悉,Elsevier Atlas奖旨在奖励为人们生活带来巨大影响的科技研究成果。该奖项以研究成果的社会影响力为核心评价标准,每月从旗下学术期刊发表的近10万篇科研论文中选出一篇授予该奖项。

  众所周知,大脑是一个非常复杂的器官,它仅占我们身体重量的百分之二,但是却是由1000亿个神经细胞组成。以前,科学家们在研究人脑时只能够利用动物模型,但是近年来,在诸如美国替代、改良和减少研究中动物使用国家中心(NC3Rs)这样的组织的支持下,有很多研究人员已经在寻求替代方案。

  其中的一个替代方法是在实验室中创建大脑的模型:让脑细胞在一种结构材料中生长,研究人员则在一旁观察其内部情况。但是直到现在,他们还只能在2D层面上做到这一点,即制造一些成片的细胞。

  而这一次,Gordon Wallace和他的同事们想出了一个办法,使用3D打印来创建分层的3D结构,从而更好地模拟大脑。

  “近年来3D生物打印技术的进步使我们获得了探索一些基本问题的能力。”Wallace说。“它使我们能够创建更具实际应用意义的结构,例如,你可以创建一个促进神经恢复的3D结构。”

  据了解,研究团队主要使用结冷胶创建结构。结冷胶是由假单孢菌(Sphingomonas elodea)生成的一种物质,常被微生物学实验室用作胶凝剂。他们创造了一种使用结冷胶的生物墨水,并使之与脑细胞相结合。他们发现,结冷胶能够帮助脑细胞很好地生长,并且获得类似网络的功能——这使其很像真正的大脑。

  Wallace相信,有了这样一个3D模型将帮助科学家更精确地了解我们大脑中的真实情况,并有助于推动对于阿尔茨海默病和帕金森病这类疾病的研究。

  “我认为以三维的方式观察生物系统的能力能够给研究人员带来极大的帮助。”他说。“大脑是极其复杂的,所以才会有神经退行性疾病。以3D的方式观察在一个更接近真正人类大脑的结构将会是我们更好地理解这些疾病的生物学原理,并帮助研究人员找到方法治疗它们。”

 

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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