Wetenskaplikes het 'n 3D-biodrukplatform ontwikkel wat funksioneel saamgestel word menslike neurale weefsels. Die stamvaderselle in die gedrukte weefsels groei om neurale stroombane te vorm en maak funksionele verbindings met ander neurone en maak sodoende natuurlike brein weefsels. Dit is 'n beduidende vordering in neurale weefsel ingenieurswese en in 3D biodruk tegnologie. Sulke biogedrukte neurale weefsels kan in modellering gebruik word menslike siektes (soos Alzheimer's, Parkinson's ens.) wat veroorsaak word as gevolg van inkorting van neurale netwerke. Enige ondersoek na siekte van die brein vereis begrip hoe die menslike neurale netwerke werk.
3D bioafdruk is 'n byvoegingsproses waar geskikte natuurlike of sintetiese biomateriaal (bioink) met lewende selle gemeng en, laag-vir-laag, in natuurlike weefselagtige-driedimensionele strukture gedruk word. Die selle groei in die bioink en die strukture ontwikkel om natuurlike weefsel of orgaan na te boots. Hierdie tegnologie het toepassings gevind in regeneratiewe medisyne vir biodruk van selle, weefsels en organe en in navorsing as model om te bestudeer menslike liggaam vitro, veral menslike senuweestelsel.
Studie van menslike senuweestelsel staar beperkings in die gesig as gevolg van onbeskikbaarheid van primêre monsters. Dieremodelle is nuttig, maar ly aan spesie-spesifieke verskille, vandaar die noodsaaklikheid van vitro modelle van die menslike senuweestelsel om te ondersoek hoe die menslike neurale netwerke werk om behandelings te vind vir siektes wat toegeskryf word aan inkorting van neurale netwerke.
Mens neurale weefsels is in die verlede 3D gedruk met stamselle, maar dit het nie neurale netwerkvorming gehad nie. Die gedrukte weefsel het om verskeie redes nie getoon dat dit verbindings tussen selle gevorm het nie. Hierdie tekortkominge is nou oorkom.
In 'n onlangse studie, navorsers het fibrien hidrogel (bestaande uit fibrinogeen en trombien) as die basiese bioink gekies en beplan om 'n gelaagde struktuur te druk waarin stamvaderselle kan groei en sinapse binne en oor lae vorm, maar hulle het die manier verander waarop lae tydens druk gestapel word. In plaas van die tradisionele manier om lae vertikaal te stapel, het hulle gekies om lae langs 'n ander horisontaal te druk. Dit het blykbaar die verskil gemaak. Daar is gevind dat hul 3D-biodrukplatform funksioneel saamgestel is menslike neurale weefsel. 'n Verbetering bo ander bestaande platforms, die menslike neurale weefsel wat deur hierdie platform gedruk is, het neurale netwerke en funksionele verbindings gevorm met ander neurone en gliale selle binne en tussen lae. Dit is die eerste so 'n geval en is 'n belangrike stap vorentoe in neurale weefsel ingenieurswese. Laboratoriumsintese van senuweeweefsel wat brein in funksie naboots, klink opwindend. Hierdie vordering sal navorsers beslis help met modellering menslike breinsiektes wat veroorsaak word as gevolg van verswakte neurale netwerk om die meganisme vir die vind van 'n moontlike behandeling beter te verstaan.
***
Verwysings:
- Cadena M., et al 2020. 3D-biodruk van neurale weefsels. Gevorderde gesondheidsorgmateriaal Volume 10, Uitgawe 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- Yan Y., et al 2024. 3D biodruk van menslike neurale weefsels met funksionele konnektiwiteit. Selstamseltegnologie| Volume 31, Issue 2, P260-274.E7, 01 Februarie 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
***
