تولید اولین بافت عملکردی مغز انسان با چاپ سه‌بعدی

به‌تازگی محققان اولین بافت مغزی کاربردی تولید شده با چاپ سه‌بعدی را برای بررسی عملکرد مغز و بررسی اختلالات عصبی مختلف ایجاد کردند.

به گزارش تک‌ناک‌،در جدیدترین تحقیقات، اولین بافت مغزی کاربردی چاپ شده با پرینت سه‌بعدی، برای بررسی عملکرد مغز انسان و بررسی اختلالات عصبی مختلف ساخته شده است.

به گفته کارشناسان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، این بافت چاپ شده می تواند رشد کند و مانند بافت معمولی مغز عمل کند.

این نمونه مغز چاپ سه‌بعدی شده، ممکن است در مطالعه مشکلات عصبی و رشد عصبی مختلف از جمله آلزایمر و بیماری پارکینسون مفید باشد.

سو-چون ژانگ، نویسنده اصلی این مطالعه در بیانیه‌ای گفت: این نمونه بافت چاپ سه‌بعدی شده می‌تواند یک نمونه بسیار قدرتمند برای کمک به درک نحوه ارتباط سلول‌های مغز و بخش‌هایی از مغز در انسان باشد.

ژانگ در این بیانیه افزود: این نمونه می‌تواند نگاه ما به زیست شناسی سلول‌های بنیادی، علوم اعصاب و پاتوژن‌های بسیاری از اختلالات عصبی و روانی را تغییر دهد.

استفاده از روش چاپ سه بعدی افقی

به جای استفاده از روش متداول انباشته لایه عمودی، محققان از رویکرد چاپ سه بعدی افقی نوآورانه در این توسعه پیروی کردند.

نورون‌های تولید شده از سلول‌های بنیادی پرتوان القایی با دقت در لایه‌هایی با استفاده از ژل جوهر زیستی نرم‌تر قرار داده شدند و محیط مساعدتری برای رشد ایجاد کردند.

ژانگ گفت: بافت تازه برداشته شده هنوز ساختار کافی برای نگه داشتن در کنار هم دارد، اما در عین حال به اندازه کافی نرم است که به نورون‌ها اجازه دهد در یکدیگر رشد کنند و شروع به تعامل با یکدیگر کنند.

محققان اشاره می‌کنند که آنها عمدا نازکی بافت را حفظ کرده‌اند تا از دریافت اکسیژن و مواد مغذی بهینه برای نورون‌ها از محیط رشد اطراف اطمینان حاصل کنند.

چاپ چندلایه به سلول‌ها اجازه می‌دهد تا اتصالاتی ایجاد کنند و در نتیجه شبکه‌هایی شبیه به شبکه‌های مشاهده شده در مغز انسان ایجاد شود.

به نظر می‌رسید که در این شبکه‌ها نورون‌ها به طور فعال با ارسال سیگنال‌ها به یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند. این ارتباط از طریق انتقال دهنده‌های عصبی که پیام‌رسان‌های شیمیایی هستند که به انتقال سیگنال‌ها بین نورون‌ها کمک می‌کنند، رخ می‌دهد.

ژانگ گفت: ما قشر مخ و جسم مخطط را چاپ کردیم و آنچه پیدا کردیم بسیار قابل توجه بود. حتی زمانی که سلول‌های مختلف متعلق به بخش‌های مختلف مغز را چاپ کردیم، آنها هنوز هم می‌توانستند به روشی بسیار خاص و خاص با یکدیگر ارتباط برقرار کنند.

نویسندگان تأکید می‌کنند که این روش دقتی منحصر‌ به‌فرد را ارائه می‌کند و امکان کنترل بر انواع و ترتیب سلول‌ها را فراهم می‌کند. این ویژگی در ارگانوئیدهای مغزی وجود ندارد. ارگانوئیدها اندام های مینیاتوری رشد یافته در آزمایشگاه هستند که برای تحقیقات مغز ایجاد شده‌اند.

این رویکرد چاپ سه‌بعدی برای تقلید از ارتباطات پیچیده و توسعه شبکه‌ای که در بافت مغز انسان یافت می‌شود، پتانسیل زیادی برای ارائه بینش در مورد عملکرد مغز و اختلالات آن دارد.

این یافته ها در مجله Cell Stem Cell منتشر شد.