3D打印神经元细胞!康考迪亚大学研究人员发明生物新方法

3D打印资讯
2021
09/26
10:47
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导读:加拿大康考迪亚大学研究人员开发了一种生物打印成体神经元细胞的新方法。他们正在使用一种新的激光辅助技术,可以保持高水平的细胞活力和功能。

研究人员开发了一种称为激光诱导侧转移 (LIST) 的新生物打印技术,通过使用不同粘度的生物墨水改进现有的生物打印技术,从而实现更好的3D打印。在文章中,他们证明了该技术可成功打印感觉神经元,这是周围神经系统的重要组成部分。他们表示,这有利于生物打印潜力的长期发展,包括疾病建模、药物测试和植入物制造。

图 1. 激光诱导神经元侧向转移 (LIST) 打印系统示意(A左)和生物油墨喷射(高速成像A.jpg
△图1. 激光诱导神经元侧向转移 (LIST) 打印系统示意(A左)和生物油墨喷射(高速成像A右)。打印后1小时,带有DRG神经元的液滴。比例尺 = 50 μM ( B , C )。

可行且实用

研究人员使用小鼠周围神经系统的背根神经节 (DRG) 神经元来进行技术测试。神经元悬浮在生物墨水溶液中,并加载到生物相容性基材上方的方毛细管中。低能纳秒激光脉冲聚焦在毛细管中部,产生微气泡膨胀并将充满细胞的微射流喷射到其下方的基底上。将样品短暂孵育,然后洗涤并重新孵育48 小时。

图 2. 生物打印不会影响DRG神经元的存活,但会减少神经突触的生长。.jpg
△图2. 生物打印不会影响DRG神经元的存活,但会减少神经突触的生长。

然后,团队进行了多次测试以测量打印细胞的容量。一项活力测定发现,打印两天后,86%的细胞仍然存活。研究人员指出,当使用较低能量的激光时,存活率会提高。较高激光能量使用时,一些热力学反应更可能损坏细胞。

图 3. 打印过程对辣椒素引发的钙内流的影响。.jpg
△图3. 打印过程对辣椒素引发的钙内流的影响。

其他测试测量了神经突生长(其中发育中的神经元在响应指令时产生新的投射)、神经肽释放、钙成像和RNA测序。总体而言,结果总体表明这项技术可能对生物打印领域做出重要贡献。

对人和动物都有好处

研究人员指出,一般来说,当谈到生物打印时,人们往往会认为科学家现在可以打印诸如移植人体器官之类的东西。虽然这是一个长期目标,但目前的技术还离得很远。仍有很多方法可以逐渐实现这一远大目标。团队希望获得批准,能够继续对细胞移植进行研究,这可以极大地帮助药物发现,例如神经恢复药物。

图 4. Printed-DRG神经元释放神经肽。.jpg
△图4. Printed-DRG神经元释放神经肽。

团队指出,使用这项技术的另一个优势是减少了动物试验。这不仅有人道主义方面的意义,使更少的动物因为人类实验被安乐死,而且它还将产生更准确的结果,因为测试能够在人类而非动物组织上进行。

参考文献:Roversi, K.; Ebrahimi Orimi,H.; Falchetti, M.; Lummertz da Rocha, E.; Talbot, S.; Boutopoulos, C.Bioprinting of Adult Dorsal Root Ganglion (DRG) Neurons Using Laser-InducedSide Transfer (LIST). Micromachines 2021, 12, 865.https://doi.org/10.3390/mi12080865



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