ایجاد اولین بافت زنده مغز انسان با چاپ ۳ بعدی

گروهی از پژوهشگران اولین بافت مغزی کاربردی مغز انسان را با فناوری چاپ سه بعدی برای بررسی عملکرد مغز و بررسی اختلالات عصبی مختلف ایجاد کرده اند.

به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، اولین بافت مغزی کاربردی با روش چاپ سه‌بعدی (۳D printing) برای بررسی عملکرد مغز انسان و بررسی اختلالات عصبی مختلف ساخته شده است.

به گفته کارشناسان دانشگاه ویسکانسین مدیسون، این بافت چاپ شده می تواند رشد کند و مانند بافت معمولی مغز عمل کند.

این مدل مغز چاپ ۳بعدی شده می تواند در مطالعه مشکلات و اختلالات عصبی مختلف از جمله آلزایمر و بیماری پارکینسون (Parkinson's Disease) مفید باشد.

سوچون ژانگ، استاد علوم اعصاب و عصب شناسی در دانشگاه ویسکانسین مدیسون می گوید: این می تواند یک مدل بسیار قدرتمند برای کمک به درک نحوه ارتباط سلول های مغز و بخش هایی از مغز در انسان باشد.

او ادامه داد: این می تواند نگاه ما به زیست شناسی سلول های بنیادی، علوم اعصاب و بیماری زایی بسیاری از اختلالات عصبی و روانی را تغییر دهد.

استفاده از روش چاپ سه بعدی افقی

محققان به جای استفاده از روش متداول انباشتن لایه های عمودی از رویکرد نوآورانه چاپ سه بعدی افقی در این کار بهره جستند.

نورون های تولید شده از سلول های بنیادی پرتوان تهییج شده با استفاده از ژل جوهر زیستی نرم تر با دقت در لایه هایی قرار داده شد و محیط مساعدتری برای رشد ایجاد کردند.

ژانگ گفت: بافت هنوز ساختار کافی برای پایدار ماندن را دارد، اما در عین حال به اندازه کافی نرم است که به نورون ها اجازه دهد در کنار یکدیگر رشد کنند و شروع به برقراری ارتباط با یکدیگر کنند.

پژوهشگران اشاره می کنند که آن ها عمدا نازکی بافت را حفظ کردند تا از دریافت اکسیژن و مواد مغذی بهینه برای نورون ها از محیط رشد اطراف اطمینان حاصل کنند.

چاپ چندلایه به سلول ها اجازه می دهد تا اتصالاتی ایجاد کنند و در نتیجه شبکه هایی شبیه به شبکه های مشاهده شده در مغز انسان ایجاد شود.

در این شبکه ها بنظر میرسید که نورون ها به طور فعال با ارسال سیگنال ها به یکدیگر ارتباط برقرار می کنند. این ارتباط از طریق انتقال دهنده های عصبی و پیام رسان های شیمیایی که به انتقال سیگنال ها بین نورون ها کمک می کنند، رخ می دهد.

ژانگ می گوید:ما قشر مخ و جسم مخطط را چاپ کردیم و آنچه دریافتیم بسیار قابل توجه بود. حتی زمانی که سلول های مختلف متعلق به بخش های مختلف مغز را چاپ کردیم، آن ها همچنان می توانستند به روشی بسیار خاص و مشخص با یکدیگر صحبت کنند.

نویسندگان تأکید می کنند که این روش دقت بالایی را ارائه می کند و امکان کنترل بر انواع و ترتیب سلول ها را فراهم می کند. این در حالیست که این ویژگی در ارگانوئیدهای مغزی که اندام های مینیاتوری رشد یافته در آزمایشگاه هستند که برای تحقیقات مغز ایجاد شده اند، وجود ندارد.

این رویکرد چاپ سه بعدی برای شبیه سازی ارتباطات پیچیده و توسعه شبکه های موجود در بافت مغز انسان، پتانسیل زیادی برای ارائه بینش در مورد عملکرد مغز و اختلالات آن دارد.

این یافته ها در مجله Cell Stem Cell منتشر شده است.