维度网讯,牛津大学研究人员借助干细胞、3D打印与微流控技术,成功构建了分层结构的人类脑皮层组织并将其植入小鼠大脑。经过五年研发,“牛津马丁3D打印脑修复项目”证明该工程化组织能与宿主脑部整合,在损伤模型中缩小病灶,并与周围神经元建立功能性信号沟通。

研究团队利用人类诱导多能干细胞生成深层和上层神经祖细胞,通过3D打印分层排列形成类似大脑皮层的结构。植入后的细胞在离体及活体条件下均表现出突起延伸、跨层迁移和靶向连接等行为,电生理记录确认了功能性交流。加入星形胶质细胞后,移植物的成熟度与连通性进一步提高,创伤性脑损伤模型的病灶区域出现可测量的缩小。
项目虽已结束,但其开发的方法为科学家提供了可构建具有特定细胞类型和空间结构的人类脑组织工具包,有助于在受控条件下研究脑损伤、神经退行性疾病及发育过程,减少对动物模型的依赖。这一进展填补了活体人脑组织研究的关键空白。与之类似,威斯康星大学麦迪逊分校的3D生物打印技术能快速生成活性神经网络;阿斯顿大学的Meso-Brain项目则探索纳米打印复制神经网络;Fluicell、Cellectricon与卡罗林斯卡学院合作将神经细胞排列成复杂模式以模拟疾病进展。
上述工作共同表明,结构化人源组织模型正成为脑科学研究的新标准。3D Printing Industry正为其2026年增材制造应用系列研讨会征集演讲嘉宾,并欢迎订阅新闻通讯或关注领英。该项目的特色图片展示了利用iPSC衍生的神经祖细胞和细胞外基质进行图案化3D打印的过程,所得脑皮层组织在体外培养后植入小鼠脑中进行脑修复研究。
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