如何把神经细胞成

足球形微观笼已经使用特殊的激光技术产生的笼子。利用声波镊子,活的神经元可以放置这些笼子里,研究如何正在形成的神经连接。

在与斯坦福大学合作,神经细胞现在已经引入采用生物印刷声学技术的球形笼状结构,使多神经组织才会有发展。它甚至可以创建不同的笼之间的神经连接。为了控制神经细胞,声波被用作声学镊子。

足球型保持

“如果你目前的生活细胞具有一定的框架,可以强烈地影响他们的行为,”教授亚历山大Ovsianikov,在学院材料科学与材料技术在TU维也纳的3D印刷和生物制造研究小组的负责人解释说。 “3D打印使高精密的生产脚手架结构,然后可以用细胞殖民研究如何活组织的成长和它是如何反应的。”

为了在狭小的空间种植大量的神经细胞,研究小组决定采用所谓的“巴基球”,做出类似于一个微小的足球五边形和六边形的几何形状。

“巴基球的开口足够大,使细胞迁移到笼子里,但是当细胞凝聚,他们再也不能离开笼,解释说:”沃尔夫冈·斯泰格尔博士,谁在高精度的3D工作了生物制造应用程序打印作为他的博士论文的一部分。

这种微小的巴基球笼子使用已知为双光子聚合的方法制造的:将聚焦激光束被用来在液体中,这会导致在精确这些点以硬化材料开始在特定点处的化学方法。通过将液体限制在良好控制的方式操纵所述激光束的焦点,可以以极高的精度来制造三维物体。

声波镊子

不仅创造了巴基球,而且还通过微型开口组装细胞进入这些球是非常具有挑战性的。在医学斯坦福学院开发出一种创新3-d声生物打印技术,成功解决了这一难题。特卡恩·德米奇教授共同指导金丝雀中心在斯坦福用于早期癌症检测和他的研究小组,即,生物传感与声学MEMS在医学(BAMM实验室)使用在生物医学应用的声波来自感测癌症生物标志物来生物打印3-d组织模型检测。

“我们生成在其中细胞所在的溶液的声振荡。将细胞按照声音波等大鼠遵循哈梅林的吹笛如图例在这个过程中,在某些点振荡形式的节点,类似于一个振动弦” Demirci教授说。在这些结点,该液体是相对稳定的。如果细胞位于这些点,他们仍然存在;在其他地方,他们是由声波搬走。因此,细胞移动到它们不会围绕旋转着的斑点,而且那里的巴基球被放置。声波因此能够以非常良好控制的方式被使用,几乎像镊子,给细胞引导到所需的位置。

“声波使我们能够填补支架结构更加密集和效率比本来可能与细胞定居的传统方法,”报告Tanchen人,博士,从Demirci教授的研究小组。

一旦巴基球已经成功地与神经细胞在这样的殖民地,他们形成了与周边巴基球的神经元连接。 “我们在这里使用3D打印来创建和有针对性地研究神经网络看到巨大的潜力,”亚历山大说Ovsianikov。 “通过这种方式,重要的生物学问题可以考察到一个原本没有直接的实验访问。”

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