3D打印的生物反应器中可培育出微小大脑

来自麻省理工学院和印度理工学院马德拉斯分校的科学家们在一个微小的3D打印系统中种植了少量的可自我组织的脑组织，即所谓的有机体，可以在它们生长发育的同时进行观察。这项工作由AIP出版公司在《生物微流体学》上进行了报道。

目前对生长中的器官体进行实时观察的技术涉及使用商业培养皿，在玻璃底板上有许多孔，置于显微镜下。这些板子价格昂贵，而且只与特定的显微镜兼容。他们不允许流动或补充营养介质的生长组织。

最近的进展使用了一种被称为微流体的技术，其中营养介质通过连接到微小平台或芯片的小管子输送。然而，这些微流控设备价格昂贵，制造难度大。目前的进展是利用3D打印技术创建一个可重复使用且易于调整的平台，其制造成本仅约5美元。该设计包括用于生长有机体的成像井和微流体通道，以提供支持组织生长的营养介质和预热。

牙科手术中使用的一种生物相容性树脂被用于3D打印装置。将打印的芯片暴露在紫外线下进行固化，然后在将活细胞放入井中之前进行灭菌。在用玻璃玻片封住井的顶部后，通过小的进液口加入研究中使用的营养介质和药物。

这种设计成本明显低于传统的培养皿或基于旋转生物反应器的有机体培养产品，此外，该芯片可以用蒸馏水清洗，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有机体测试了他们的装置。他们用显微镜观察了成长中的大脑器官体，并能成功地跟踪它们的生长和发育7天。小小的一点脑组织发育出了一个空腔或脑室，周围是一个自组织结构，类似于一个正在发育的新皮质。在这一周的时间里，在3D打印装置中，器官体核心的细胞死亡的比例比在常规培养条件下要小。研究人员认为，他们的细胞设计保护了正在成长的微小大脑。

这种微流控装置提供的一个优势是，它允许培养室的持续灌注，这比常规培养更接近于生理组织灌注，从而减少了类器官核心细胞死亡。研究者希望通过扩大可用井的数量来增加其装置的容量，其他改进将允许将更多的仪器集成到设计中。

（刘鑫嵘）

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