3D生物打印技术研究神经系统疾病发病机制

 3D生物打印技术是一种能够在数字三维模型驱动下，按照增材制造原理定位装配生物材料或细胞单元，制造医疗器械、组织工程支架和组织器官等制品的装备。神经系统疾病一直困扰着全球的老年人，随着3D生物打印技术的问世，这些疾病将有更好的解决方案。

近日，来自美国明尼苏达大学的研究人员通过3D打印创建了一种透明头骨，将其植入小鼠颅内可实时观察小鼠全脑表面的神经活动。这将有助于理解脑震荡、阿尔兹海默症和帕金森病等人类脑疾的发病机理。新研究已经在线发表在《NatureCommunication》上，科学家说它可以帮助研究人员掌握小鼠大脑全局动态。

最新的脑科学研究认为，一部分脑区的活动会同时对其他脑区造成影响。通讯作者、生物医学工程系与机械工程系助理教授SuhasabKodandaramaiah说：“这种技术使我们激活某个特定脑区时，以前所未有的控制水平和精度观察到其余大部分大脑皮层的活动。”

研究示图

研究人员首先对小鼠头骨进行扫描，3D打印出与原始头骨轮廓相同的透明人造头骨，并通过手术置换掉小鼠头骨。研究显示，小鼠身体并不排斥植入体，因此研究人员可以连续几个月研究同一只小鼠的大脑。

试验小鼠（示图）

在一项实验中，研究人员观察小鼠某个脑区的轻微脑震荡会如何影响其他脑区。视频显示，鼠脑脑电波信号的亮度随神经活动涨落而闪烁变化，但研究人员还未搞清脑区的全局协调性变化与行为之间的关联。

鼠脑和人脑有诸多相似之处。研究人员说，利用可植入的透明3D打印头骨对小鼠大脑进行研究，可以帮助人们更好地理解阿尔茨海默病等人脑退行性疾病的机理。

阿尔兹海默症患者

目前，3D生物打印技术已经可以成功打印出人类耳朵软骨组织、肝脏、皮肤等组织单位，为有需求的患者提供替代的器官。相信在未来，3D生物打印技术可以为器官移植、神经系统疾病提供更完善的解决方案。

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