تکنولوژی پرینت سه بعدی همچنان برای پیشرفت در دنیای پزشکی و علمی خدمت می کند. این بار، در حوزه علوم اعصاب است که این فناوری گام بزرگی به جلو برداشته است. محققان دانشگاه موناش ملبورن یک تکنیک چاپ سه بعدی برای ایجاد شبکه های عصبی سه بعدی با استفاده از بیوئینک با سلول های عصبی زنده، به ویژه سلول های مغزی در موش های صحرایی در حال حاضر توسعه داده اند. این ساختارهای سه بعدی می توانند ارتباطات پیچیده ای را که در مغز انسان یافت می شود به روشی استثنایی تقلید کنند. این پیشرفت فرصت‌های جدیدی را برای کشف اختلالات عصبی، ارزیابی اثربخشی دارو و عمیق‌تر کردن درک ما از نحوه عملکرد سیستم عصبی باز می‌کند. دانشمندان با انتخاب روش مهندسی بافت همراه با چاپ زیستی، موفق به بازتولید پیکربندی «ماده خاکستری» و «ماده سفید» دیده‌شده در مغز شده‌اند. این رویکرد شامل استفاده از دو نوع متمایز بیووکین است که یکی حاوی سلول های زنده و دیگری از مواد غیر سلولی تشکیل شده است. چاپگر سه بعدی کار خود را با روی هم قرار دادن لایه های حاوی سلول های زنده با لایه های بدون سلول آغاز می کند. این فرآیند از روشی که در مغز ماده سفید و خاکستری جایگزین می شود تقلید می کند. الکترودهای مخصوصی نیز در فواصل زمانی معین برای تحریک رشد شبکه عصبی و ثبت فعالیت آن وارد می شوند.

به گفته پروفسور جان فورسایت، که این مطالعه را در دپارتمان علوم و مهندسی مواد انجام داد، قبلاً از کشت سلول های عصبی دو بعدی برای کشف شکل گیری شبکه عصبی و مکانیسم های پاتولوژیک استفاده شده است. با این حال، این ساختارهای نسبتاً مسطح در بازتولید پیچیدگی سه بعدی که واقعاً بافت عصبی را شکل می دهد، شکست خوردند. پروفسور فورسایت توضیح می‌دهد: «شبکه‌های رشد یافته در این تحقیق ماهیت سه‌بعدی مدارها را در مغز زنده‌ای که سلول‌های عصبی فرآیندهایی به نام نوریت‌ها را گسترش می‌دهند تا اتصالات بین لایه‌های مختلف قشر را گسترش می‌دهند، تکرار کردند. ما دریافتیم که برآمدگی‌های رشد یافته از نورون‌ها در «ماده خاکستری» چاپی یا لایه سلولی به آسانی از طریق لایه «ماده سفید» رشد می‌کنند و از آن به‌عنوان «بزرگراه» برای برقراری ارتباط با نورون‌ها در لایه‌های دیگر استفاده می‌کنند. ما نه تنها توانستیم یک طرح اولیه شبیه به آنچه در نواحی مغز می بینیم بسازیم، بلکه متوجه شدیم که نورون ها در واقع به شیوه ای مشابه رفتار و عمل می کنند. این مطالعه با عنوان "شبکه های عصبی عملکردی سه بعدی در ساختارهای هیدروژل زیستی چاپ شده آزاد" نشان می دهد که شبکه های سلول عصبی زنده چاپ شده با چاپ سه بعدی احتمالاً یک بستر امیدوارکننده برای مطالعه چگونگی شکل گیری و توسعه اعصاب و شبکه های عصبی ارائه می کنند. علاوه بر این، فرصتی برای مطالعه تأثیر برخی بیماری‌ها بر انتقال عصبی و همچنین ارزیابی داروها بر روی سلول‌های عصبی و سیستم عصبی ارائه می‌دهد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این تحقیق، به این مطلب مراجعه کنید.

منبع: 3dnatives