运用折纸原理 传感器能在3D生物打印组织内定位

发布时间:2024-07-10 16:30:32
来源: 科技日报
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以色列特拉维夫大学团队设计并生产了一种受折纸启发的创新结构。该结构可在组织周围折叠,允许将传感器精确插入预定义位置,以检测记录细胞活动和细胞之间的交流。研究成果发表在最新一期《先进科学》杂志上。

使用3D生物打印技术的生物组织模型已经很普遍。但现有方法有一个明显缺点:组织不能在传感器上进行生物打印,因为在打印过程中,打印头会破坏传感器,而传感器非常重要,可以提供有关组织内部细胞的信息。

折纸方法是科学与艺术的“完美配合”。研究团队此次使用计算机辅助设计软件,开发了一种针对特定组织模型定制的多传感结构,灵感即来自折纸。该结构包含各种传感器,用于监测组织内精确选择位置的细胞的电活动或电阻。计算机模型用于制造物理结构,然后将其折叠在生物打印组织周围,以便将每个传感器都能插入组织内的预定义位置。

新方法的有效性,在3D生物打印的脑组织上得到了证明:插入的传感器成功记录了神经元电活动。团队成员强调,该系统既是模块化的,又是多功能的。它可将任何数量和任何类型的传感器,放置在任何类型的3D生物打印组织模型中的任何选定位置,或者放在实验室中人工生长的组织中,例如大脑类器官。

团队展示了该平台的另一个优势:在生物打印脑组织的实验中,他们添加了一个模拟天然血脑屏障(BBB)的层。在人脑中,这原本是一个保护大脑免受血液中不良物质进入的细胞层,但这个层也会阻止用于脑部疾病的药物。而此次研究中添加的层,由人类BBB细胞组成,通过测量其电阻,团队证明它对各种药物具有渗透性。

【总编辑圈点】

折纸,如此普通,又如此具有吸引力。科研人员从折纸中获得灵感,研发出灵活的机器人,研发出结构特殊的材料。此次,折纸再次“立功”,研究团队设计了一种针对特定组织模型定制的多传感结构。它折叠在生物打印组织周围,每个传感器,都能巧妙插入组织内预定义位置,解决“组织无法在传感器上进行生物打印”的难题。在试验中,传感器成功记录下神经元的活动。这种创新结构可以帮助科研人员更好研究细胞活动和细胞之间的交流。

(责任编辑:于昊阳)

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