中国经济网版权所有
中国经济网新媒体矩阵
网络广播视听节目许可证（0107190）（京ICP040090）
科技日报北京11月20日电（记者张梦然）科学家首次在不使用任何动物源材料、不添加生物涂层的情况下，成功培育出具有功能神经网络的类脑组织。这一突破发表在最新一期《先进功能材料》上，为神经药物测试提供了一种新的、更受控和人性化的方法，有望减少或取代依赖动物实验的传统研究模式。该技术的核心是一种由普通聚合物聚乙二醇（PEG）制成的新型支架材料。 PEG 因化学物质失活而闻名；通常，活细胞不能在其表面附着和生长，除非借助层粘连蛋白或纤维蛋白等动物来源的生物涂层。然而，比较这些涂层的位置复杂且定义不明确，严重影响了实验的重复性和可靠性。领导这项研究的美国加州大学研究团队指出，这是现有脑组织平台的一大缺陷。相比之下，新开发的PEG支架通过其独特的结构设计完全消除了对此类生物涂层的依赖。该团队使用创新的微流体技术使水、乙醇和 PEG 溶液流过嵌套的玻璃毛细管。当混合物到达水的外层时，其成分会自发分离，一道闪光立即增强，将这种分离锁定到位，形成一个复杂的、相互连接的微型迷宫。正是这种仿生三维结构，使得原本惰性的PEG材料能够被供体的脑细胞识别和使用，最终构建出功能性的神经网络。这种多孔结构不仅为细胞附着和生长提供物理支撑，其孔隙还可以有效循环氧气和营养物质，为细胞生存、增殖和分化提供理想的微环境。研究小组表示，这种设计更接近真实脑组织的生物环境，因此可以更好地引导和控制细胞行为。当细胞在支架上成熟时，它们可以表现出供体的特定神经活动，这意味着来自特定患者的细胞可以直接在培养皿中用于建模和研究神经系统疾病，例如创伤性脑损伤、中风或阿尔茨海默病，并直接评估针对这些病症的药物的有效性和毒性。目前，脑组织模型直径仅约2毫米，仍处于初始阶段。未来，该团队计划扩大模型的规模，以生成更复杂的大脑区域模型。与此同时，他们还探索了他将该技术应用于其他器官。他们的长期愿景是开发一个连贯的器官级培养系统，模仿人体不同器官之间的相互作用。
