Австралийские ученые создали 3D-печатные имитаторы центральной нервной системы

Ученые Университета Монаша напечатали образцы нейронных сетей с использованием биочернил, содержащих нервные клетки. Такие имитаторы можно использовать в исследованиях нервных систем, ассоциируемых заболеваний и перспективных лечебных препаратов.

В проекте использовалась характерная методика 3D-печати — послойное экструзионное построение гидрогелевых опорных структур, засеиваемых живыми клетками. Научной командой руководит профессор Джон Форсайт с кафедры материаловедения и инженерии. Как пояснил профессор, получаемые методом 3D-биопечати объемные структуры выгодно отличаются от двухмерных, так как последние недостаточно точно отображают формирование нейронных связей в центральных нервных системах.

Ученые использовали два расходных материала, имитирующих серое и белое вещество, то есть клеточные тела нейронов и пучки аксонов (нейритов), передающих нервные импульсы к органам и другим нервным клеткам. С помощью аддитивных технологий исследователям удалось имитировать структуру тканей головного мозга.

«Выращенные в ходе этого исследования сети точно воспроизводят трехмерную структуру нейронных связей в живом мозге, где нервные клетки соединяются нейритами, формируя связи между разными слоями коры. Мы обнаружили, что отростки нервных клеток в 3D-печтном сером веществе, то есть клеточных слоях, легко прорастают через слои белого вещества, используя последние как магистрали для связи с нейронами в других слоях. Мы не только смогли воспроизвести базовую структуру тканей головного мозга, но и установили, что 3D-печатные образцы ведут себя аналогичным образом», — рассказал профессор Форсайт.

Электрофизиологические измерения подтвердили спонтанную активность в 3D-печатных нейронных сетях наряду с реакциями на электрическую и химическую стимуляцию. 3D-печатные имитаторы нервных сетей могут найти применение в исследованиях, направленных на выявление механизмов воздействия различных болезней на синаптические передачи, а также изучение перспективных фармацевтических препаратов для борьбы с нарушениями работы центральных нервных систем.

Результаты исследования опубликованы журнале Advanced Healthcare Materials.

А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.