3D打印功能性人脑组织创建

科技日报记者 刘霞

美国威斯康星大学麦迪逊分校科学家创建了一个3D打印脑组织，其能像典型的脑组织一样生长并发挥作用。这对进一步研究大脑及阿尔茨海默病和帕金森病等一系列神经发育障碍疾病具有重要意义。相关研究论文发表于1月31日出版的《细胞·干细胞》杂志。

在最新研究中，团队没有使用垂直堆叠层这种传统3D打印方法，而是使用了水平堆叠。他们将脑细胞（利用诱导多能干细胞生长出来的神经元）置于更柔软的“生物墨水”凝胶内。

研究人员表示，水凝胶相对较薄而且柔软，这使神经元很容易从生长介质中获得足够的氧气和营养。打印出来的细胞穿过介质，在每个打印层内部以及层与层之间形成连接，最终形成与人脑相似的网络结构。神经元通过神经递质进行通信、发送信号、相互作用，甚至与添加到打印组织内的支持细胞形成网络。

打印出的大脑皮层和脑纹状体，属于大脑不同部分的不同细胞。它们能以一种非常特殊的方式相互“交谈”。大脑类器官（用于研究大脑的微型器官）的生长通常缺乏组织和控制，而这种打印技术可精确地控制细胞的类型及排列方式。

最新研究的特别之处在于，几乎可在任何时间制造出任何类型的神经元，并以特定方式将其拼凑在一起。在此基础上，研究人员可进一步了解人类的脑细胞是如何相互交流的。