在3D打印的生物反应器中生长的微小大脑

麻省理工学院和工学院马德拉斯分校的科学家在一个很小的3D打印系统中生长了少量的自组织大脑组织，称为类器官，可以观察它们的生长和发育。这项工作在Biomicrofluidics中有报道。

用于实时观察生长中的类器官的当前技术涉及使用商业培养皿，该培养皿的许多孔放在显微镜下的玻璃底板上。这些板价格昂贵，并且仅与特定的显微镜兼容。它们不允许营养培养基向生长中的组织流动或补充。

最近的发展已经使用了一种称为微流体技术，其中营养介质通过连接到微小平台或芯片的小管输送。然而，这些微流体装置昂贵且制造困难。

目前的进展是使用3-D打印来创建可重复使用且易于调整的平台，每单位的制造成本仅为5美元左右。该设计包括用于生长类器官和微流体通道的成像井，以提供营养培养基和支持组织生长的预热。

在3D打印设备中使用了牙科手术中使用的生物相容性树脂。通过将印刷芯片暴露在紫外线下使其固化，然后在将活细胞放入孔中之前进行灭菌。用载玻片密封孔的顶部后，通过小的入口添加营养介质和用于研究的药物。

作者Ikram Khan说：“我们的设计成本大大低于传统的基于培养皿或旋转生物反应器的类器官培养产品。” “此外，芯片可以用蒸馏水洗涤，干燥和高压灭菌，因此可以重复使用。”

研究人员用源自人体细胞的类器官对他们的装置进行了测试。他们用显微镜观察了正在生长的大脑类器官，并能够成功追踪其生长发育7天。一小部分脑组织形成了一个空腔或心室，周围有类似于正在发育的新皮层的自组织结构。

在3天打印的设备中，在这一周时间内死亡的类器官的核心细胞百分比要比常规培养条件下的要小。研究人员认为，他们的细胞设计可以保护成长中的微小大脑。

Khan说：“我们的微流控设备提供的一个优势是，它允许对培养室进行持续灌注，与常规培养相比，它可以更紧密地模拟生理组织的灌注，从而减少了类器官核心的细胞死亡。”

研究人员希望通过扩大可用井的数量来增加其设备的能力。其他改进将允许将其他仪器集成到设计中。

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