研究团队在没有任何动物衍生材料或额外生物涂层的前提下,成功培育出具有功能性和类脑组织样特征的活体支架模型。该研究由加州大学河滨分校的 Iman Noshadi 副教授领导,论文发表在 Advanced Functional Materials,第一作者为博士生 Prince David Okoro。
大多数现有脑组织平台依赖动物来源的生物涂层来帮助细胞附着,但这些涂层成分界定不清,难以精确复制,从而影响测试可靠性。团队采用聚乙二醇(PEG)为主要材料,并将其重塑为带有互联孔隙的纹理化基质,使细胞能够识别、定殖并建立功能性神经网络。
在制备过程中,水、乙醇和 PEG 在套叠的玻璃毛细管中流动,混合物到达外层水流时发生分离,再用一束闪光将分离状态固定,从而锁定多孔结构。孔隙允许氧气和营养在材料内循环,为供体干细胞提供养分。研究始于 2020 年,当前支架宽约 2 毫米,团队正努力扩大规模并探索器官级互联培养体系。
难词
- 支架 — 支持细胞生长的结构活体支架模型
- 生物涂层 — 覆盖材料表面的生物层
- 聚乙二醇 — 常用的合成生物相容材料聚乙二醇(PEG)
- 基质 — 细胞依附和生长的材料纹理化基质
- 孔隙 — 材料内部的小空隙互联孔隙
- 定殖 — 细胞附着并在表面生长
- 干细胞 — 能分化成多种细胞供体干细胞
- 多孔结构 — 有很多小孔的材料结构
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讨论问题
- 不用动物衍生材料的支架模型对医学研究可能有什么好处?请说明一到两个理由。
- 研究团队想把支架扩大到器官级互联培养体系,你认为实际应用中可能会遇到哪些挑战?
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