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人們都說我們的大腦是人體是司令部,它控制著人們的行動(dòng)、意識(shí)、記憶、智商等等。人們的喜怒哀樂所有情緒都由它創(chuàng)造。那么這個(gè)神秘的人體器官,究竟長啥樣。這里講的是大腦的內(nèi)部結(jié)構(gòu),而非是整體的構(gòu)造,因?yàn)檫@些我們?cè)卺t(yī)患類電視劇已經(jīng)看得很多了。而這些都可以用3D打印出來,據(jù)e鍵打印了解,科學(xué)家成功用3D打印制作大腦結(jié)構(gòu)有助于人們更好的了解我們的大腦。
近日,澳大利亞臥龍崗大學(xué)(University of Wollongong)和美國德克薩斯大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)找到了一個(gè)能夠制造更精確的大腦模型的方法――使用3D打印技術(shù)。相關(guān)研究結(jié)果已經(jīng)發(fā)表在了《Biomaterials》雜志上,他們的這一發(fā)現(xiàn)甚至獲得了Elsevier Atlas獎(jiǎng)。該論文的題目是《使用多肽改良的結(jié)冷膠3D打印類似大腦的層狀結(jié)構(gòu)(3D printing of layered brain-like structures using peptide modified gellan gum substrates)》
據(jù)悉,Elsevier Atlas獎(jiǎng)旨在獎(jiǎng)勵(lì)為人們生活帶來巨大影響的科技研究成果。該獎(jiǎng)項(xiàng)以研究成果的社會(huì)影響力為核心評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),每月從旗下學(xué)術(shù)期刊發(fā)表的近10萬篇科研論文中選出一篇授予該獎(jiǎng)項(xiàng)。
眾所周知,大腦是一個(gè)非常復(fù)雜的器官,它僅占我們身體重量的百分之二,但是卻是由1000億個(gè)神經(jīng)細(xì)胞組成。以前,科學(xué)家們?cè)谘芯咳四X時(shí)只能夠利用動(dòng)物模型,但是近年來,在諸如美國替代、改良和減少研究中動(dòng)物使用國家中心(NC3Rs)這樣的組織的支持下,有很多研究人員已經(jīng)在尋求替代方案。
其中的一個(gè)替代方法是在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)建大腦的模型:讓腦細(xì)胞在一種結(jié)構(gòu)材料中生長,研究人員則在一旁觀察其內(nèi)部情況。但是直到現(xiàn)在,他們還只能在2D層面上做到這一點(diǎn),即制造一些成片的細(xì)胞。
而這一次,Gordon Wallace和他的同事們想出了一個(gè)辦法,使用3d打印來創(chuàng)建分層的3D結(jié)構(gòu),從而更好地模擬大腦。
“近年來3D生物打印技術(shù)的進(jìn)步使我們獲得了探索一些基本問題的能力。”Wallace說。“它使我們能夠創(chuàng)建更具實(shí)際應(yīng)用意義的結(jié)構(gòu),例如,你可以創(chuàng)建一個(gè)促進(jìn)神經(jīng)恢復(fù)的3D結(jié)構(gòu)。”
據(jù)了解,研究團(tuán)隊(duì)主要使用結(jié)冷膠創(chuàng)建結(jié)構(gòu)。結(jié)冷膠是由假單孢菌(Sphingomonas elodea)生成的一種物質(zhì),常被微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室用作膠凝劑。他們創(chuàng)造了一種使用結(jié)冷膠的生物墨水,并使之與腦細(xì)胞相結(jié)合。他們發(fā)現(xiàn),結(jié)冷膠能夠幫助腦細(xì)胞很好地生長,并且獲得類似網(wǎng)絡(luò)的功能――這使其很像真正的大腦。
Wallace相信,有了這樣一個(gè)3D模型將幫助科學(xué)家更精確地了解我們大腦中的真實(shí)情況,并有助于推動(dòng)對(duì)于阿爾茨海默病和帕金森病這類疾病的研究。
“我認(rèn)為以三維的方式觀察生物系統(tǒng)的能力能夠給研究人員帶來極大的幫助。”他說。“大腦是極其復(fù)雜的,所以才會(huì)有神經(jīng)退行性疾病。以3D的方式觀察在一個(gè)更接近真正人類大腦的結(jié)構(gòu)將會(huì)是我們更好地理解這些疾病的生物學(xué)原理,并幫助研究人員找到方法治療它們。”
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