3D列印類腦組織

3D列印心臟支架、替代骨骼等已經有了臨床上的應用。3D列印為我們帶來很多以前難以想像的驚喜,而現在，3D列印已經開始在針對大腦的手術中發揮重要作用了。

人類對於大腦這一複雜功能器官認知不足限制了大腦疾病研究的進展，由於組織離體保存的難度和人腦組織研究所涉及的倫理問題，現代醫學對於大腦的探究和腦疾病相關藥理研究大多依賴於活體動物，而動物與人的差異導致動物實驗藥理研究結果應用於臨床後效果不佳。因此，通過組織工程的方法進行類腦組織的體外構建將為大腦結構和功能的研究提供基礎。

工作台與培養系統配合示意圖

西安交通大學的王玲、方奧、申皓、李滌塵等科研人員在《3D 列印的發展前沿——類腦組織列印》一文中闡述了在人類大腦灰質宏/微複雜結構基礎上，揭示了採用3D 列印技術體外構建類腦組織在腦科學研究中的重要意義和面臨的巨大挑戰：同時對目前存在的類腦組織的體外構建方法及局限性進行了全面論述，並提出類腦組織列印培養一體化的類腦組織體外構建方法。該系統通過列印與培養過程的整合，促進列印後細胞成活和組織功能化。

該文已刊登在《機械工程學報》2018年第1期，對本文感興趣的朋友請蘇戳屏幕下方的閱讀原文。

重要結論

類腦組織的體外構建是腦科學計劃的重要基礎，3D 生物列印技術在複雜細胞結構組織的體外構建中具有明顯的優勢，可以實現組織個性化需求，包括細胞種類、密度、基質種類、結構等方面的精確製造，為體外構建功能化的類腦組織等提供了精準可靠的仿生製造手段，為未來腦的病理模型和腦神經藥物模型的應用奠定試驗材料基礎。目前採用3D 細胞列印方法構建體外類腦組織存在：細胞來源匱乏、適合列印的支架材料不足、功能誘導方式複雜和組織培養環境需求高等難題。本文最後提出的列印培養一體化系統，減少列印後組織向培養中轉移的過程，有望提高組織的生物活性和功能趨化性能。

未來展望

3D 細胞列印技術在類腦組織體外構建中廣泛的應用，實現近似腦組織結構特徵的多細胞定向分布列印，所提供的個性化組織模型在未來腦科學發展中具有相當的意義和價值。例如通過三維自然腦組織結構中對神經元進行精準定向的控制和調節來實現對記憶的控制和編輯；或通過定向強化記憶神經功能區域來實現高難度技能的有效培訓，進而對恐懼等神經行為進行干預和控制等。

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