Գիտնականները մշակել են 3D կենսատպման հարթակ, որը հավաքում է ֆունկցիոնալ մարդ նյարդային հյուսվածքներ. Տպագիր հյուսվածքների նախածննդյան բջիջները աճում են՝ ձևավորելով նյարդային շղթաներ և ֆունկցիոնալ կապեր հաստատում այլ նեյրոնների հետ՝ ընդօրինակելով բնական ուղեղ հյուսվածքներ. Սա զգալի առաջընթաց է նյարդային հյուսվածքների ճարտարագիտության և 3D կենսատպման տեխնոլոգիայի մեջ: Նման կենսատպված նյարդային հյուսվածքները կարող են օգտագործվել մոդելավորման մեջ մարդ հիվանդություններ (օրինակ՝ Ալցհեյմերը, Պարկինսոնը և այլն), որոնք առաջացել են նյարդային ցանցերի խանգարման հետևանքով։ Ուղեղի հիվանդության ցանկացած հետազոտություն պահանջում է հասկանալ, թե ինչպես է դա մարդ գործում են նեյրոնային ցանցեր.
3D կենսատպագրություն հավելումային գործընթաց է, որտեղ հարմար բնական կամ սինթետիկ կենսանյութը (բիոինքը) խառնվում է կենդանի բջիջների հետ և տպագրվում, շերտ առ շերտ, բնական հյուսվածքային եռաչափ կառուցվածքներում: Բջիջները աճում են բիոինկի մեջ, և կառուցվածքները զարգանում են բնական հյուսվածքի կամ օրգանի նմանակման համար: Այս տեխնոլոգիան կիրառություն է գտել վերածնվող բժշկություն բջիջների, հյուսվածքների և օրգանների կենսատպագրության համար և հետազոտության մեջ՝ որպես ուսումնասիրության մոդել մարդ մարմին vitroմասնավորապես, մարդ նյարդային համակարգ.
Ուսումնասիրությունը մարդ նյարդային համակարգը բախվում է սահմանափակումների առաջնային նմուշների անհասանելիության պատճառով: Կենդանիների մոդելները օգտակար են, բայց տառապում են տեսակների հատուկ տարբերություններից, հետևաբար՝ հրամայականը vitro -ի մոդելները մարդ նյարդային համակարգը ուսումնասիրելու համար, թե ինչպես է մարդ նեյրոնային ցանցերը գործում են նեյրոնային ցանցերի խաթարման հետ կապված հիվանդությունների բուժման համար:
Մարդ Նյարդային հյուսվածքները նախկինում 3D տպագրվել են՝ օգտագործելով ցողունային բջիջներ, սակայն դրանք չունեին նեյրոնային ցանցի ձևավորում: Տպագիր հյուսվածքը ցույց չի տվել, որ կապեր է ձևավորել բջիջների միջև մի քանի պատճառներով: Այս թերություններն այժմ հաղթահարված են։
Վերջերս կատարված ուսումնասիրության մեջ, հետազոտողները ընտրեց ֆիբրինային հիդրոգելը (կազմված ֆիբրինոգենից և թրոմբինից) որպես հիմնական բիոինան և պլանավորեց տպել շերտավոր կառուցվածք, որտեղ նախածննդյան բջիջները կարող էին աճել և ձևավորել սինապսներ շերտերի ներսում և միջով, բայց նրանք փոխեցին տպագրության ընթացքում շերտերի կուտակման ձևը: Շերտերը ուղղահայաց շարելու ավանդական եղանակի փոխարեն նրանք նախընտրեցին շերտերը մյուսի կողքին հորիզոնական տպել: Ըստ երևույթին, սա է փոխել տարբերությունը: Պարզվել է, որ նրանց 3D կենսատպման հարթակը ֆունկցիոնալ է հավաքում մարդ նյարդային հյուսվածք. Բարելավում այլ գոյություն ունեցող հարթակների նկատմամբ, մարդ Այս հարթակի միջոցով տպագրված նյարդային հյուսվածքը ձևավորեց նեյրոնային ցանցեր և ֆունկցիոնալ կապեր այլ նեյրոնների և գլիալ բջիջների հետ շերտերի ներսում և դրանց միջև: Սա առաջին նման դեպքն է և նշանակալի առաջընթաց է նյարդային հյուսվածքների ճարտարագիտության մեջ: Նյարդային հյուսվածքի լաբորատոր սինթեզը, որը նմանեցնում է ուղեղի գործառույթը, հուզիչ է հնչում: Այս առաջընթացը, անշուշտ, կօգնի հետազոտողներին մոդելավորման հարցում մարդ ուղեղի հիվանդություններ, որոնք առաջացել են նեյրոնային ցանցի խաթարման պատճառով՝ ավելի լավ հասկանալու հնարավոր բուժում գտնելու մեխանիզմը:
***
Հիշատակում:
- Կադենա Մ., et al 2020. Նյարդային հյուսվածքների 3D կենսատպագրություն. Advanced Healthcare Materials Volume 10, Issue 15 2001600. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- Յան Յ. et al 2024. 3D bioprinting of մարդ ֆունկցիոնալ կապով նյարդային հյուսվածքներ: Բջջային ցողունային բջիջների տեխնոլոգիա| Volume 31, Issue 2, P260-274.E7, 01 փետրվարի, 2024 թ. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
***
