科学家在3D打印生物反应器中培育出类脑器官

根据《生物微流体》杂志上发表的一项新研究，科学家们刚刚在一个微型3D打印系统中生长出了少量的自组织脑组织（称为类脑器官），在生长和发育过程中可以持续观察。

使用3D打印大大降低了类脑器官的成本

如今实时观察器官生长中期的技术是采用商业化的培养皿，在一个玻璃底板内有几个孔，放在显微镜下。但这些板子价格昂贵，而且只适用于特定的显微镜。它们也不能向生长中的组织输送或补充营养物质（而所有组织都需要某种食物）。

然而，最近的进展已经尝试了一种叫做微流体的新技术–通过小管子连接到一个微小的芯片或平台上输送营养介质。

新进展采用了3D打印技术来构建可重复使用和易于调整的平台，每单位的制造成本仅为5美元。该设计带有成像孔–科学家可以在其中生长微流控通道和类器官，以提供营养介质，此外还提供组织生长所需的关键预热支持。

最近的研究在3D打印设备中加入了一种牙科手术中经常使用的生物相容性树脂。然后通过紫外光照射将生产的芯片固化，随后在将活细胞放入孔中之前进行消毒。根据这项研究，一旦用玻璃载玻片密封孔的顶部，就可以通过小的进液口添加营养培养基（和药物）。

新设备更贴近模拟类器官生长过程

该设计成本明显低于传统的基于培养皿或旋转生物反应器的类器官培养产品，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。

研究人员用从人类细胞中生长出来的类器官对他们的设备进行了测试–并在显微镜下研究了成长中的类脑器官整整七天。令人难以置信的是，微小的脑组织混合物最终发育成一个空腔或脑室，被一个与发育中的新皮质无异的自组织结构所包裹。

换句话说，在实验室里长出了一个小小的大脑。

遗憾的是，在为期一周的时间里，类器官中的一些细胞死亡了，但在3D打印装置中，死亡的比例比在传统培养条件下要小。

该微流控设备提供的一个优势是，它可以让培养室持续灌注，这比传统的培养方式更接近于生理组织灌注，从而减少了类脑器官核心的细胞死亡。

研究人员的下一步涉及增加他们的设备容量。计划是扩大功能孔的数量，此外还将进行其他改进，以便能够将更多的仪器集成到总体设计中。这项研究还有很长的路要走，但在未来几十年里，研究成果使修复或替换受损的脑组织的成为可能。