Полностью синтетический мозг может открыть широкие возможности для исследований человека.
Впервые в истории биоинженеры разработали полностью искусственную ткань, имитирующую структуру мозга, но не содержащую ни одного биологического компонента. Это прорывное достижение открывает новые горизонты для изучения нейронных процессов, тестирования лекарств и разработки терапий при неврологических заболеваниях. Звучит как фантастика, но это уже работает.
Биоинженеры из Калифорнийского университета в Риверсайде представили платформу BIPORES первую в мире искусственную ткань, способную поддерживать рост и развитие нейронных клеток. В отличие от традиционных подходов, где для создания каркаса используются белки или биологические материалы, BIPORES построена исключительно на синтетическом полимере полиэтиленгликоле (ПЭГ). Этот материал химически нейтрален и отталкивает клетки, как тефлоновая поверхность, что делает его идеальным для создания контролируемой среды.
Для решения задачи удержания клеток на такой поверхности учёные применили инновационную технологию, основанную на биогелях с седлообразной внутренней структурой. Каркас стабилизирован наночастицами диоксида кремния, что обеспечивает его прочность и долговечность. В результате получается трёхмерная сеть с многочисленными порами, которые позволяют клеткам свободно перемещаться, получать питательные вещества и выводить продукты жизнедеятельности.
Не забывайте о нашем Дзен, где
очень много всего интересного и познавательного!
Для формирования каркаса использовалась микрожидкостная система и биопринтер. Специальная жидкость из ПЭГ, этанола и воды пропускалась через микроскопические стеклянные трубки. При встрече с потоком воды компоненты начинали разделяться, а мгновенная вспышка света фиксировала структуру, создавая губчатый материал с многочисленными порами. Такой подход позволяет точно контролировать размер и форму пор, что критически важно для поддержания жизнедеятельности клеток.
Предыдущие исследования предлагали использование биологических материалов, но теперь многое поменялось.
Тесты с нейральными стволовыми клетками показали их надёжное прикрепление, рост и формирование функциональных нейронных связей. Ведущий автор исследования Принс Дэвид Окоро отметил, что стабильность инженерного каркаса позволяет проводить долгосрочные исследования, что особенно важно для изучения заболеваний и травм мозга. Зрелые клетки, выращенные в такой среде, более точно отражают функции реальной ткани.
Умеют ли животные без мозгов думать и принимать
решения
Доцент кафедры биоинженерии Иман Ношади подчеркнул, что материал обеспечивает клетки всем необходимым для роста, организации и коммуникации в кластерах. Это даёт исследователям беспрецедентный контроль над поведением клеток, что открывает новые возможности для изучения неврологических заболеваний и разработки терапий.
На данный момент диаметр каркаса составляет два миллиметра, но команда уже работает над его масштабированием. Учёные также подготовили публикацию о применении аналогичного подхода для моделирования печёночной ткани. Конечной целью является создание сети лабораторных мини-органов, способных взаимодействовать друг с другом, подобно системам человеческого организма. Такая система позволит отслеживать, как одно и то же лекарство влияет на разные ткани, и как патология в одном органе может воздействовать на другие.
Новый искусственный мозг может помочь в исследованиях функционирования и других органов.
Присоединяйтесь к нам в Telegram!
С точки зрения биомиметики, предложенный метод гораздо точнее воспроизводит архитектуру реальной мозговой ткани, что делает его ценным инструментом для изучения неврологических заболеваний, тестирования препаратов и разработки терапий по восстановлению повреждённой нервной ткани.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
