澳大利亞科學家利用3D技術列印腦組織，腦部疾病治療有希望！
大腦是身體人類中最為複雜的器官。近日，澳大利亞的科學家們在3D列印技術的幫助下逐漸揭開人體內部最神秘的領域——大腦的秘密。
科學家利用幹細胞3D列印腦組織
3D列印技術在生物醫學方面的應用一直為世人矚目。近日，來自澳大利亞科學家們就運用這項技術獲得了開創性的成就：他們利用特殊的生物「墨水」——幹細胞，3D列印出大腦的類似組織。這項研究使得在利用病人自身的皮膚或血細胞製造替代性腦組織上更近一步，有助於腦損傷、帕金森病、癲癇症和精神分裂症等疾病的治療。
這種生物「墨水」是由人類誘導多能幹細胞（iPSC）組成，具有與胚胎幹細胞相同的功能，可以轉化為身體中的任何細胞，並進一步生長形成人體組織甚至整個器官。
這項研究由伍倫貢大學（University of Wollongong）和ARC電氣材料科學卓越中心的Jeremy Crook博士負責，他認為人體自身的細胞通過3D列印定製腦組織，規避了器官移植中常見的免疫排斥問題，可以更好地用於移植。
3D列印的神經元
腦部疾病治療有望
Crook博士提到，許多神經精神障礙都是由神經遞質的失衡導致的，這種化學物質由大腦中的特定神經細胞產生。例如，神經細胞中5-羥色胺和γ-氨基丁酸（GABA）的缺失可能與精神分裂症和癲癇相關，而產生多巴胺的神經細胞的缺失可能與帕金森病相關。
在一項已經發表在《Advanced Healthcare Materials》雜誌上的研究中，團隊成員表示他們已經3D列印出產生神經遞質的神經元，如γ-氨基丁酸（GABA）和5-羥色胺以及被稱為神經膠質細胞的支持細胞，並將繼續列印產生多巴胺的神經元。他們計劃製作一種專門產生神經遞質的組織，然後嫁接到帕金森患者的腦中，通過這種小面積的移植來治療腦部疾病。
3D列印誘導多能幹細胞（iPSCs）製成的「支架」
3D生物列印的技術風險
來自日本富山大學（University of Toyama）的組織工程專家Makoto Nakamura教授高度評價了這項研究，他指出了利用人類誘導多能幹細胞3D生物列印的可行性與技術風險。
像胚胎幹細胞一樣，使用iPSC的難點之一就是它們具有發育成畸胎瘤的潛力，這是一種包含多種組織類型的腫瘤。據Nakamura教授所說，必須要確保所有幹細胞在最終移植的組織中變成了神經細胞，即使只有一個未成熟的幹細胞也會污染要移植的組織，發生組織變異生長。
目前，Crook博士的團隊正在進行動物實驗，來測試3D列印神經細胞是否可能發育成畸胎瘤。
什麼是3D大腦？
Crook博士說：「3D列印腦組織是人造大腦的第一步。我們所製作的腦組織是均勻一致的，而真實的人類大腦是由完全不同的區域組成，因此要製作一個功能完整的大腦非常困難。未來能否3D列印完整的大腦也是我們研究者努力奮鬥的目標！」
3D列印技術除了提供定製化的移植外，還可以用於醫學研究。例如，可以列印出癲癇或精神分裂症患者的腦組織，研究其特定的發病機理，並且用來篩選有效治療疾病的藥物。
3D列印腦組織的研究創新性地結合了3D列印技術與材料科學最新發展，獲得生物學的研究成果。澳大利亞寬鬆的政策環境、充足的資源支持也鼓舞著更多優秀地人才投身科研，以科研創新推動社會發展，造福全人類！
素材來源：ABC
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