طور العلماء منصة للطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد تجمع الوظائف الانسان الأنسجة العصبية. تنمو الخلايا السلفية في الأنسجة المطبوعة لتشكل دوائر عصبية وتجري اتصالات وظيفية مع الخلايا العصبية الأخرى وبالتالي تحاكي الخلايا العصبية الطبيعية. الدماغ مناديل. يعد هذا تقدمًا كبيرًا في هندسة الأنسجة العصبية وفي تكنولوجيا الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد. يمكن استخدام مثل هذه الأنسجة العصبية المطبوعة بيولوجيًا في النمذجة الانسان الأمراض (مثل مرض الزهايمر ومرض باركنسون وما إلى ذلك) الناجمة عن ضعف الشبكات العصبية. يتطلب أي تحقيق في مرض الدماغ فهم كيفية حدوث ذلك الانسان تعمل الشبكات العصبية.
الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد هي عملية مضافة حيث يتم خلط المواد الحيوية الطبيعية أو الاصطناعية المناسبة (الحبر الحيوي) مع الخلايا الحية وطباعتها، طبقة تلو الأخرى، في هياكل ثلاثية الأبعاد تشبه الأنسجة الطبيعية. تنمو الخلايا في الحبر الحيوي وتتطور الهياكل لتقليد الأنسجة أو الأعضاء الطبيعية. وقد وجدت هذه التكنولوجيا تطبيقات في التجدد الطب للطباعة الحيوية للخلايا والأنسجة والأعضاء وفي البحث كنموذج للدراسة الانسان الجسدي المختبر، خصوصا الانسان الجهاز العصبي.
دراسة الانسان يواجه الجهاز العصبي قيودًا بسبب عدم توفر العينات الأولية. النماذج الحيوانية مفيدة ولكنها تعاني من اختلافات خاصة بالأنواع ومن ثم ضرورة ذلك المختبر نماذج الانسان الجهاز العصبي للتحقيق في كيفية الانسان تعمل الشبكات العصبية على إيجاد علاجات للأمراض التي تعزى إلى ضعف الشبكات العصبية.
الانسان تمت طباعة الأنسجة العصبية ثلاثية الأبعاد في الماضي باستخدام الخلايا الجذعية، إلا أنها كانت تفتقر إلى تكوين الشبكة العصبية. لم يثبت أن الأنسجة المطبوعة قد شكلت روابط بين الخلايا لعدة أسباب. وقد تم التغلب على هذه العيوب الآن.
في دراسة حديثة ، الباحثين اختاروا هيدروجيل الفيبرين (الذي يتكون من الفيبرينوجين والثرومبين) ليكون الحبر الحيوي الأساسي، وخططوا لطباعة بنية ذات طبقات يمكن أن تنمو فيها الخلايا السلفية وتشكل نقاط الاشتباك العصبي داخل الطبقات وعبرها، لكنهم غيروا طريقة تكديس الطبقات أثناء الطباعة. بدلاً من الطريقة التقليدية لتكديس الطبقات عموديًا، اختاروا طباعة الطبقات بجوار أخرى أفقيًا. على ما يبدو، هذا ما صنع الفارق. تم العثور على منصة الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد الخاصة بهم لتجميع وظيفي الانسان الأنسجة العصبية. تحسنا على المنصات الأخرى الموجودة، و الانسان شكلت الأنسجة العصبية المطبوعة بواسطة هذه المنصة شبكات عصبية واتصالات وظيفية مع الخلايا العصبية والخلايا الدبقية الأخرى داخل الطبقات وفيما بينها. هذه هي الحالة الأولى من نوعها، وهي خطوة مهمة إلى الأمام في هندسة الأنسجة العصبية. يبدو التوليف المختبري للأنسجة العصبية التي تحاكي وظيفة الدماغ أمرًا مثيرًا. ومن المؤكد أن هذا التقدم سيساعد الباحثين في النمذجة الانسان أمراض الدماغ الناجمة عن ضعف الشبكة العصبية لفهم آلية إيجاد علاج ممكن بشكل أفضل.
***
المراجع:
- كادينا م.، وآخرون 2020. الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد للأنسجة العصبية. مواد الرعاية الصحية المتقدمة المجلد 3، العدد 10 15. DOI: https://doi.org/10.1002/adhm.202001600
- يان واي، وآخرون 2024. الطباعة الحيوية ثلاثية الأبعاد الانسان الأنسجة العصبية ذات الاتصال الوظيفي. تكنولوجيا الخلايا الجذعية | المجلد 31، العدد 2، ص260-274.E7، 01 فبراير 2024. DOI: https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.12.009
***
