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3Dバイオプリンティングで機能的な人間の脳組織を初めて組み立てる  

科学者たちは、機能的な人間の神経組織を組み立てる 3D バイオプリンティング プラットフォームを開発しました。印刷された組織の前駆細胞は成長して神経回路を形成し、他のニューロンと機能的に接続するため、自然の脳組織を模倣します。これは、神経組織工学および 3D バイオプリンティング技術における大きな進歩です。このようなバイオプリントされた神経組織は、神経ネットワークの障害によって引き起こされる人間の病気(アルツハイマー病、パーキンソン病など)のモデル化に使用できます。脳の病気を研究するには、人間の神経ネットワークがどのように機能するかを理解する必要があります。  

3Dバイオプリンティング は、適切な天然または合成生体材料 (バイオインク) を生細胞と混合し、天然組織のような 3 次元構造に層ごとに印刷する付加的なプロセスです。細胞はバイオインク内で成長し、自然の組織や器官を模倣する構造が発達します。この技術は次の分野で応用されています。 回生 細胞、組織、臓器のバイオプリンティングのための医学、および人体を研究するためのモデルとしての研究 ビトロ、特に人間の神経系。  

人間の神経系の研究は、一次サンプルが入手できないため限界に直面しています。動物モデルは役立ちますが、種特有の違いがあるため、次のことが不可欠です。 ビトロ 人間の神経系のモデルは、神経ネットワークの障害に起因する疾患の治療法を見つけるために人間の神経ネットワークがどのように機能するかを調査します。 

人間の神経組織はこれまでに幹細胞を使用して 3D プリントされてきましたが、これらには神経ネットワークの形成が欠けていました。印刷された組織は、いくつかの理由により、細胞間の接続を形成していないことが示されていました。これらの欠点は現在では克服されています。  

最近の研究では、研究者らは基本的なバイオインクとしてフィブリンヒドロゲル(フィブリノーゲンとトロンビンで構成される)を選択し、前駆細胞が成長して層内および層を越えてシナプスを形成できる層状構造を印刷することを計画しましたが、層の積層方法が変更されました。印刷。レイヤーを垂直に積み重ねる従来の方法の代わりに、レイヤーを水平に並べて印刷することを選択しました。どうやら、これが違いを生んだようです。彼らの 3D バイオプリンティング プラットフォームは、機能的な人間の神経組織を組み立てることが判明しました。他の既存のプラットフォームを改良したもので、このプラットフォームによって印刷された人間の神経組織は、層内および層間で神経ネットワークと他のニューロンおよびグリア細胞との機能的接続を形成しました。これはそのようなケースは初めてであり、神経組織工学における重要な前進です。脳の機能を模倣した神経組織の研究室合成は刺激的ですね。この進歩は、神経ネットワークの障害によって引き起こされるヒトの脳疾患をモデル化する研究者が、可能な治療法を見つけるメカニズムをよりよく理解するのに確実に役立つでしょう。  

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参照:  

  1. カデナ M. 2020. 神経組織の 3D バイオプリンティング。 Advanced Healthcare Materials 第 10 巻、第 15 号 2001600。DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600 
  1. ヤン・Yさん 2024. 機能的な接続を備えた人間の神経組織の 3D バイオプリンティング。細胞幹細胞技術|第 31 巻、第 2 号、P260-274.E7、01 年 2024 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009  

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ウメシュプラサド
ウメシュプラサド
科学ジャーナリスト | 『Scientific European』誌創設編集者

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