來(lái)自蒙特利爾大學(xué)、康考迪亞大學(xué)和圣卡塔琳娜聯(lián)邦大學(xué)的一組研究人員使用新開(kāi)發(fā)的生物打印技術(shù)成功地3D打印了活的小鼠腦細(xì)胞?？茖W(xué)家們使用激光誘導(dǎo)側(cè)向轉(zhuǎn)移(LIST)技術(shù)來(lái)產(chǎn)生感覺(jué)神經(jīng)元，這是周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)的重要組成部分，其中大部分腦細(xì)胞在打印兩天后仍然存活。該團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了多項(xiàng)測(cè)試以測(cè)量打印細(xì)胞的能力，他們認(rèn)為這有助于顯著推進(jìn)生物打印領(lǐng)域。

雖然這一發(fā)展對(duì)生物打印在疾病建模、藥物測(cè)試和植入物制造方面的潛力充滿(mǎn)希望，但科幻風(fēng)格的3D打印大腦器官和細(xì)胞替代品還有很長(zhǎng)的路要走?？悼嫉蟻喆髮W(xué)博士生Hamid Orimi說(shuō)：“一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)我們談?wù)撋锎蛴r(shí)，人們往往會(huì)得出結(jié)論。他們認(rèn)為我們現(xiàn)在可以打印用于移植的人體器官之類(lèi)的東西。雖然這是一個(gè)長(zhǎng)期目標(biāo)，但我們離那個(gè)點(diǎn)還很遠(yuǎn)。但仍有很多方法可以使用這項(xiàng)技術(shù)?！?/span>

LIST生物打印腦細(xì)胞

在目前的研究中，研究團(tuán)隊(duì)試圖驗(yàn)證使用LIST生物打印成人感覺(jué)神經(jīng)元的可行性?？茖W(xué)家們使用來(lái)自小鼠周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)的背根神經(jīng)節(jié)(DRG)神經(jīng)元來(lái)制備生物墨水。然后將神經(jīng)元懸浮在bioink溶液中，并加載到生物相容性基材上方的方毛細(xì)管中。在通過(guò)團(tuán)隊(duì)的LIST過(guò)程進(jìn)行3D生物打印后，樣品在清洗和重新孵育48小時(shí)之前進(jìn)行了短暫的孵育。

神經(jīng)元的激光誘導(dǎo)側(cè)向轉(zhuǎn)移(LIST)。圖片來(lái)自微型機(jī)器。

評(píng)估3D打印的神經(jīng)元

最終，結(jié)果總體上令人鼓舞，研究表明，LIST打印的成人感覺(jué)神經(jīng)元保持高活力和功能完整性?？茖W(xué)家們認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)可以對(duì)生物打印領(lǐng)域做出重要貢獻(xiàn)，特別是在藥物發(fā)現(xiàn)和減少動(dòng)物試驗(yàn)方面。未來(lái)，LIST生物打印可能有助于為更少的動(dòng)物安樂(lè)死以進(jìn)行有益于人類(lèi)的實(shí)驗(yàn)鋪平道路，并且還可以產(chǎn)生更準(zhǔn)確的結(jié)果，因?yàn)闇y(cè)試將在人體組織而不是動(dòng)物組織上進(jìn)行.

展望未來(lái)，該團(tuán)隊(duì)正在尋求批準(zhǔn)繼續(xù)他們對(duì)細(xì)胞移植的研究，他們認(rèn)為這可以極大地幫助藥物發(fā)現(xiàn)，例如神經(jīng)恢復(fù)藥物。

生物打印不會(huì)影響DRG神經(jīng)元的存活，但會(huì)減少神經(jīng)突的生長(zhǎng)。圖片來(lái)自微型機(jī)器。

3D打印腦細(xì)胞的進(jìn)步

Orimi和他的團(tuán)隊(duì)并不是唯一探索3D生物打印生產(chǎn)神經(jīng)細(xì)胞和結(jié)構(gòu)潛力的人。

去年，清華大學(xué)的一組研究人員3D打印了能夠培養(yǎng)神經(jīng)細(xì)胞的類(lèi)腦組織結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)幾周的體外培養(yǎng)，最初的神經(jīng)細(xì)胞已經(jīng)形成了一個(gè)復(fù)雜的神經(jīng)回路，可以對(duì)外部刺激做出反應(yīng)。

最近，中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)科技大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種使用定制生物墨水治療脊髓損傷的新型生物打印方法。生物墨水包含神經(jīng)干細(xì)胞加載的組織，能夠通過(guò)來(lái)自大腦的脈沖傳遞指令，一旦植入老鼠體內(nèi)，就能夠恢復(fù)癱瘓四肢的運(yùn)動(dòng)。