由阿斯頓大學領導的一項干細胞研究項目正在開發納米3D打印技術，他們聲稱這種技術可以革新神經科學以及帕金森氏癥和癡呆癥等疾病的治療方法。
由歐盟資助的Meso-Brain項目旨在生成可定制的3D打印的干細胞來源神經元網絡，以產生新一代的精確建模和測試工具。該項目希望通過結合人類干細胞生物學，納米級3D打印，計算機網絡建模和光片顯微鏡等方面的前沿研究來解決當前神經元培養技術的局限性，從而發現可長期緩解腦功能障礙的新型治療選擇。
Meso-Brain希望對大腦的功能發掘出有意義且切實可行的見解，并最終將使研究人員能夠比以往更準確地對大腦網絡進行建模。
中腦項目概念。圖片來自中腦。
單元格3D打印
干細胞通常充當人體的修復系統，并且不專門化，就能夠發育成各種不同類型的細胞。這樣，如果需要，干細胞可以發育成專門的細胞，例如血液，肌肉和腦細胞。作為利用這些理想特性的一種手段，Cell 3D打印領域正在受到研究人員和3D打印公司的越來越多的關注，特別是在再生醫學和生物打印應用中。
例如，3D打印機OEM 3D系統在今年早些時候宣布了其“從打印到灌注”生物打印平臺的突破，該平臺現在可以快速生產可被活細胞灌注以創建組織的全尺寸人肺支架。同時，布法羅大學的科學家開發了一種新的3D生物打印方法，該方法可以減少創建充滿細胞的水凝膠結構所需的時間，從而有可能使3D打印的器官更接近現實。在其他地方，新南威爾士大學的研究人員開發了一種新技術，可以3D打印包含活細胞的仿骨結構，并可能將其用于骨組織工程和疾病建模，由隆德大學（Lund University）創建的新型生物墨水能夠支持新細胞血管的生長一旦被移植到新材料中
與Meso-Brain項目類似，醫療技術公司Fluicell，研發公司Cellectricon和Karolinska Institutet大學先前已經部署了3D生物打印，以將神經腦細胞排列成復雜的圖案，從而對神經疾病的進展進行建模。
利用Fluicell的Biopixlar平臺，科學家能夠精確地3D打印一系列基于細胞的結構（如圖）。圖片來自Fluicell。
中腦計劃
該項目由阿斯頓大學于2016年首次發起，其目標是使用納米級3D打印來復制大腦的神經網絡。此后，該項目已獲得歐盟Horizon 2020 FET-Open計劃的進一步資助，以加快神經科學研究和藥物開發的步伐。該項目由阿斯頓大學協調，由來自三個國家的六個合作伙伴組成，其中包括人類細胞培養專家Axol Bioscience，數字服務提供商Kite Innovation，光子科學研究所（ICFO），巴塞羅那大學和LZH Laser Zentrum Hannover。Meso-Brain結合了用于微細加工，神經元網絡開發和監視以及功能分析的“革命性”工具，以揭示具有定制特征的3D人類神經元網絡。通過Meso-Brain，該聯盟正在開發一種新型的神經培養和與導電聚合物集成的相互作用界面系統，這將有助于電刺激和單個細胞的記錄。
在大腦中自然發育的回路中，通常首先配置神經元和連接，然后響應化學和電活動隨時間逐漸完善。為了在研究人員自己的3D打印支架上復制該過程，干細胞衍生的神經元和星形膠質細胞通過使用化學信息和電活動來促進和驅動功能性網絡發展，從而在特定的嗜細胞點上發育出神經元和星形膠質細胞。在此過程之后，將使用新開發的數學公式繪制功能連接圖，以驗證3D打印神經網絡結構的功能。3D打印支架的可自定義屬性使熒光成像和光子和光學方法的審訊成為可能，因此可以看到神經元之間如何實時交互。
使用“打印至灌注過程”創建的人體脈管系統模型”（圖片來自United Therapeutics）
中腦對未來影響
希望Meso-Brain內部的研究發展將使研究人員能夠準確，動態地對大腦網絡進行建模，以識別處于各種功能障礙狀態的神經元，并測試其對新藥和其他療法的反應。根據項目合作伙伴的說法，具有生理相關性和可重現性的結構和活動的人類3D神經元網絡的發展可能對科學界“基礎”，從而可以對人類腦部網絡功能進行大規模的科學調查。該項目的結果還希望能夠促進對來自患者的干細胞的人體細胞和人體疾病模型進行大規模的藥物測試，從而最終促進用于中樞神經系統治療和修復的神經移植技術的進步。最終，研究人員認為，中腦可以幫助理解和治療一系列神經系統疾病，例如癡呆，帕金森氏癥和腦外傷。
來源：中國3D打印網
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高經理
