Jurutera Membuat Model Otak 3D Gooey dari Silk, Gel Kolagen

Otak adalah salah satu tisu paling penting dalam tubuh, tetapi sangat sukar untuk belajar di manusia yang hidup. Walaupun otak yang dibuat di makmal mungkin mengingatkan penjahat filem seram, para penyelidik di Tufts University mempunyai bioengineer yang berfungsi sebagai model gel otak seperti yang pertama kali meniru tindak balas otak hidup sebenar. Model tisu otak 3D yang berfungsi membawa penyelidik satu langkah lebih dekat untuk memahami apa yang berlaku dalam perkara kelabu kita.

AdvertisementAdvertisement

Model ini diperbuat daripada gel matriks ekstraselular (ECM), perancah sutera, dan sel-sel otak yang disebut neuron. Walaupun reka bentuk adalah asas, ia menyediakan pelan tindakan yang kukuh untuk fungsi otak yang lebih kompleks.

Mengambil Lawatan Otak Manusia Sihat »

" Berdasarkan senibina dan fungsi otak, kami cuba meniru atau meniru ciri-ciri ini dalam reka bentuk, sel, dan sistem biomaterial, "Kata pengarang senior kajian David Kaplan, seorang profesor dan ketua jabatan kejuruteraan bioperubatan Tufts, dalam e-mel ke Healthline

. Iklan

Ia Alive - Sort

Untuk membangunkan model, penyelidik mengkaji pelbagai jenis gel dan span, dalam kombinasi dan bersendirian. "Kami mengkaji gel sahaja, sponge sahaja, dan varian masing-masing, serta sistem gabungan yang kami dapati paling baik," kata Kaplan.

Bagi penyelidik ini, fabrikasi tisu manusia bukanlah satu proses baru. "Ini semua ditiru daripada kajian lama mengenai reka bentuk biomaterial untuk menangkap struktur, morfologi, kimia, dan mekanik yang diperlukan untuk memenuhi keperluan budaya sel dan tisu dalam 3D," kata Kaplan.

AdvertisementAdvertisement

Tisu seperti otak 3D yang dihasilkan diperbuat daripada perancah berasaskan protein sutera, komposit ECM, dan neuron kortikal - sel-sel yang membentuk apa yang biasa dikenali sebagai masalah kelabu otak. "Bagi sistem otak, kami tidak pasti sejauh mana penyambungan akan terbentuk dan sejauh mana fungsi-fungsi itu akan dipaparkan, tetapi ini ternyata baik kerana reka bentuk biomaterial dan integrasi keseluruhan sistem," kata Kaplan.

Para penyelidik mula-mula menguji tindak balas tisu otak terhadap rangsangan elektrik. Kemudian, mereka mengamati kesan menurunkan berat badan ke atas model, meniru kecederaan otak trauma (TBI). Seperti otak sebenar, model yang dikeluarkan glutamat, bahan kimia yang diketahui terkumpul selepas TBI.

Berita Berkaitan: Penyelidik Berkeley Membangunkan Dadah Kecemasan untuk Kecederaan Otak »

Otak Masa Depan

Ujian masa depan model otak boleh mengkaji kesan ubat-ubatan di otak, serta jenis trauma lain. Model 3D juga boleh digunakan untuk meneroka disfungsi otak.

"Kami merasakan ia mempunyai potensi yang luas di banyak bidang penyelidikan otak, termasuk kajian dadah, disfungsi otak, trauma dan pembaikan, kesan pemakanan atau toksikologi pada keadaan penyakit dan fungsi, dan sebagainya." Kata Kaplan.

AdvertisementAdvertisement

Seperti mana-mana model, perkara otak jeli ini boleh mendapat manfaat daripada tinkering yang lebih lanjut.

"Kami melihat banyak arahan untuk pergi dengan ini, membina apa yang telah kami lakukan sebagai titik permulaan," kata Kaplan. Pengubahsuaian mungkin termasuk menambah kerumitan untuk meniru fungsi otak dan memperluaskan jangka hayat model hingga enam bulan untuk mengkaji secara perlahan-lahan penyakit neurologi seperti Alzheimer.

Baca Lagi: Bolehkah Anda Kurangkan Risiko Alzheimer Melalui Diet Anda? »