科学者は3Dプリントされたバイオリアクターで小さな頭脳を成長させました

マサチューセッツ工科大学とインド工科大学マドラス校の科学者は、小さな3D印刷システム、いわゆる生物に少量の自己組織化脳組織を植えました。これは、成長と発達の過程で観察できます。この作品は、AIP PublishingCompanyによって「BiologicalMicrofluidics」で報告されました。



成長中の臓器をリアルタイムで観察するための現在の技術は、ガラス底板に多くの穴があり、顕微鏡下に置かれた市販のペトリ皿の使用を伴う。これらのボードは高価で、特定の顕微鏡とのみ互換性があります。それらは、成長中の組織に栄養培地を流したり補足したりすることは許可されていません。



最近の開発では、マイクロフルイディクスと呼ばれる技術が使用されています。この技術では、栄養培地が小さなプラットフォームまたはチップに接続された小さなチューブを介して輸送されます。しかしながら、これらのマイクロ流体デバイスは高価であり、製造するのが難しい。現在の進歩は、3D印刷技術を使用して、再利用可能で調整が容易なプラットフォームを作成することであり、その製造コストはわずか約5ドルです。設計には、栄養培地を提供するための成長中の生物のためのイメージングウェルとマイクロ流体チャネル、および組織の成長をサポートするための予熱が含まれます。



歯科手術で使用される生体適合性樹脂は、3D印刷デバイスで使用されます。印刷されたチップは、硬化のために紫外線にさらされ、生細胞がウェルに配置される前に滅菌されます。スライドガラスでウェルの上部を密封した後、研究で使用した栄養培地と薬物を小さな液体入口から加えました。この設計のコストは、従来のペトリ皿や回転式バイオリアクターをベースにした生物培養製品よりも大幅に低く、チップは蒸留水で洗浄、乾燥、オートクレーブ処理できるため、再利用できます。 「」



研究者たちは、人間の細胞に由来する生物でデバイスをテストしました。彼らは成長している脳器官を顕微鏡で観察し、7日間成長と発達を追跡することに成功しました。脳組織の小片は、発達中の新皮質と同様に、自己組織化構造に囲まれた空洞または心室を発達させます。今週、3D印刷装置では、臓器の中心部の細胞死の割合が通常の培養条件下よりも小さかった。研究者たちは、彼らの細胞設計が成長する小さな脳を保護すると信じています。



このマイクロ流体デバイスによって提供される1つの利点は、従来の培養よりも生理学的組織の灌流に近い培養チャンバーの連続灌流を可能にし、それによってオルガノイドコア細胞死を低減することです。研究者たちは、利用可能なウェルの数を増やすことでデバイスの容量を増やすことを望んでいます。その他の改善により、より多くの機器を設計に統合できるようになります。