科技日報北京7月9日電 (記者張夢然)以色列特拉維夫大學(xué)團(tuán)隊設(shè)計并生產(chǎn)了一種受折紙啟發(fā)的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可在組織周圍折疊,允許將傳感器精確插入預(yù)定義位置,以檢測記錄細(xì)胞活動和細(xì)胞之間的交流。研究成果發(fā)表在最新一期《先進(jìn)科學(xué)》雜志上。
使用3D生物打印技術(shù)的生物組織模型已經(jīng)很普遍。但現(xiàn)有方法有一個明顯缺點:組織不能在傳感器上進(jìn)行生物打印,因為在打印過程中,打印頭會破壞傳感器,而傳感器非常重要,可以提供有關(guān)組織內(nèi)部細(xì)胞的信息。
折紙方法是科學(xué)與藝術(shù)的“完美配合”。研究團(tuán)隊此次使用計算機輔助設(shè)計軟件,開發(fā)了一種針對特定組織模型定制的多傳感結(jié)構(gòu),靈感即來自折紙。該結(jié)構(gòu)包含各種傳感器,用于監(jiān)測組織內(nèi)精確選擇位置的細(xì)胞的電活動或電阻。計算機模型用于制造物理結(jié)構(gòu),然后將其折疊在生物打印組織周圍,以便將每個傳感器都能插入組織內(nèi)的預(yù)定義位置。
新方法的有效性,在3D生物打印的腦組織上得到了證明:插入的傳感器成功記錄了神經(jīng)元電活動。團(tuán)隊成員強調(diào),該系統(tǒng)既是模塊化的,又是多功能的。它可將任何數(shù)量和任何類型的傳感器,放置在任何類型的3D生物打印組織模型中的任何選定位置,或者放在實驗室中人工生長的組織中,例如大腦類器官。
團(tuán)隊展示了該平臺的另一個優(yōu)勢:在生物打印腦組織的實驗中,他們添加了一個模擬天然血腦屏障(BBB)的層。在人腦中,這原本是一個保護(hù)大腦免受血液中不良物質(zhì)進(jìn)入的細(xì)胞層,但這個層也會阻止用于腦部疾病的藥物。而此次研究中添加的層,由人類BBB細(xì)胞組成,通過測量其電阻,團(tuán)隊證明它對各種藥物具有滲透性。
【總編輯圈點】
折紙,如此普通,又如此具有吸引力??蒲腥藛T從折紙中獲得靈感,研發(fā)出靈活的機器人,研發(fā)出結(jié)構(gòu)特殊的材料。此次,折紙再次“立功”,研究團(tuán)隊設(shè)計了一種針對特定組織模型定制的多傳感結(jié)構(gòu)。它折疊在生物打印組織周圍,每個傳感器,都能巧妙插入組織內(nèi)預(yù)定義位置,解決“組織無法在傳感器上進(jìn)行生物打印”的難題。在試驗中,傳感器成功記錄下神經(jīng)元的活動。這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)可以幫助科研人員更好研究細(xì)胞活動和細(xì)胞之間的交流。
(責(zé)任編輯:蔡文斌)