Hoe om neurone in hokke

In 'n samewerking met die Universiteit van Stanford, het senuweeselle nou opgeneem in sferiese hok strukture met behulp van akoestiese bioprinting tegnologie, sodat meersellige senuwee weefsel daar kan ontwikkel. Dit is selfs moontlik om senuwee verbindings tussen die verskillende hokke te skep. Om die senuwee selle te beheer, is klankgolwe gebruik as akoestiese tweezers.

Sokker Shaped Cages

"Indien jy lewende selle met 'n sekere raamwerk, kan jy ten sterkste beïnvloed hul gedrag," verduidelik prof Alexander Ovsianikov, hoof van die 3D-drukwerk en Biofabrication navorsingsgroep by die Instituut vir Materials Science and Materials Tegnologie by TU Wien. "3D druk in staat stel om die hoë-presisie vervaardiging van steierwerk strukture, wat dan kan gekoloniseer met selle te bestudeer hoe lewende weefsel groei en hoe dit reageer."

Met die oog op 'n groot aantal van senuweeselle groei in 'n klein ruimte, die ondersoek span het besluit om sogenaamde "buckyballs", geometriese vorms gemaak van vyfhoeke en heksagone dat 'n mikroskopiese sokker lyk gebruik.

"Die openinge van die buckyballs is groot genoeg om selle te migreer laat in die hok, maar wanneer die selle saamvloei, kan hulle nie meer laat die hok," verduidelik dr Wolfgang Steiger, wat op 'n hoë-presisie 3D gewerk druk vir biofabrication aansoeke as deel van sy verhandeling.

Die klein buckyball hokke is vervaardig met behulp van 'n proses wat bekend staan ​​as twee-foton polimerisasie: 'n gefokusde laserstraal word gebruik om 'n chemiese proses by spesifieke punte begin in 'n vloeistof, wat die materiaal te verhard teen juis hierdie punte veroorsaak. Deur die stuur van die fokuspunt van die laserstraal deur die vloeistof in 'n goed beheerde manier kan driedimensionele voorwerpe word geproduseer met 'n baie hoë akkuraatheid.

Akoestiese golwe as Tweezers

Nie net skep die buckyballs, maar ook die samestelling van selle in hierdie balle deur micro openinge is baie uitdagend. 'N innoverende 3-D akoestiese bioprinting tegnologie ontwikkel by die Stanford School of Medicine, suksesvol aangespreek hierdie uitdaging. Prof. Utkan Demirci mede-hoof van die Kanariese Center by Stanford vir Vroeë Cancer Detection en sy navorsingsgroep, dit wil sê, die Bios Sing en Acoustic MEMS in Medicine (BAMM Lab) gebruik akoestiese golwe in biomediese aansoeke van sensing kanker biomerkers te bioprinting 3-D weefsel modelle te sensing.

"Ons genereer akoestiese ossillasies in die oplossing waarin die selle geleë. Die selle volg die klanke golwe soos rotte volg die Pied Piper van Hamelin as in die legende In die proses, knope van ossilasie vorm by sekere punte, soortgelyk aan 'n vibrerende snaar , "sê prof Demirci. Op hierdie nodale punte, die vloeistof is relatief staties. As selle is geleë op hierdie punte, hulle daar bly; oral anders is hulle weg deur die akoestiese golf beweeg. Die selle dus skuif na die plekke waar hulle nie rond swaai, en dit is waar die buckyballs geplaas. Die klankgolf kan dus gebruik word in 'n baie goed-beheerde manier, amper soos tweezers, na die selle direk na die lokasie.

"Die akoestiese golwe ons in staat gestel om die steier strukture baie meer dig en doeltreffend as moontlik sou gewees het met konvensionele metodes van sel kolonisasie vul," verslae Tanchen Ren, PhD, van Prof. Demirci se navorsing groep.

Sodra die buckyballs het suksesvol gekoloniseer met senuselle in hierdie manier, gevorm hulle bande met neurone van naburige buckyballs. "Ons sien enorme potensiaal hier vir die gebruik van 3D druk te skep en neurale netwerke bestudeer in 'n geteikende manier," sê Alexander Ovsianikov. "Op dié manier kan belangrike biologiese vrae ondersoek na watter een anders sou geen direkte eksperimentele toegang."

bron: Vienna University of Technology. "How to put neurons into cages." ScienceDaily. ScienceDaily, 4 May 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200504114110.htm>.