Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
Posted in | Bionanotechnology

Microfabrication Воодушевило Метод Конструкции для того чтобы Создать 3-D Материи Мозга

Published on November 30, 2012 at 6:10 AM

Подержание от методов microfabrication используемых в индустрии полупроводника, инженеры MIT и Медицинского Института (HMS) Гарварда начинали простой и недорогой путь создать трехмерные материи мозга в тарелке лаборатории.

Инженеры MIT изобретали путь штабелировать невроны для того чтобы сформировать трехмерную материю мозга. (Изображение: Иллюстрации Марсии Williams Медицинские)

Новый метод производит стройки ткани которые близко передразнивают клетчатый состав тех в живущем мозге, позволяющ научным работникам изучить как невроны формируют соединения и предсказать как клетки от индивидуальных пациентов могли ответить к различным снадобьям. Работа также вымощает путь для развивать bioengineered implants для того чтобы заменить поврежденную ткань для систем органа, согласно исследователям.

«Мы думаем что путем приносить этот вид управления и манипуляции в нейробиологию, мы можем расследовать много различных направлений,» говорим Utkan Demirci, ассистента профессора в Разделении Гарвард-MIT Наук и Техник Здоровья (HST).

Demirci и Ed Boyden, адъюнкт-профессор биологического инженерства и мозга и познавательные науки на Лаборатории Средств MIT и Институте McGovern, старшие авторы бумаги описывая новый метод, который появляется в вариант 27-ое ноября он-лайн Материалов журнала Предварительных. Ведущий автор бумаги Umut Gurkan, postdoc на HST, Медицинском Институте Гарварда и Brigham и Больница Женщин.

«Уникально возможности»

Хотя исследователя имели некоторый успех вырасти искусственние ткани как печенка или почка, «мозг представляет некоторые уникально возможности,» Boyden говорит. «Одна из возможностей неимоверная пространственная разнородность. Настолько много видов клеток, и они имеют такую затейливую проводку.»

Материя мозга включает много типов невронов, включая inhibitory и excitatory невроны, так же, как поддерживающих клетки как glial клетки. Вся из этих клеток происходят на специфических коэффициентах и в специфических положениях.

Для того чтобы передразнить эту архитектурноакустическую сложность в их проектированных тканях, исследователя врезали смесь клеток головного мозга принятых от основной коркы крыс в листы гидрогеля. Они также включили компоненты внеклеточной матрицы, которая обеспечивает структурную поддержку и помощь регулирует поведение клетки.

Те листы после этого были штабелированы в слоях, которые можно загерметизировать совместно используя свет для того чтобы crosslink гидрогели. Путем покрывать слои гелей с пластичными photomasks меняя форм, исследователя смогли контролировать насколько из геля подверглось действию к свету, таким образом контролирующ 3-D форму разнослоистой стройки ткани.

Этот тип фотолитографии также использован для того чтобы построить интегральные схемаы на полупроводники - процесс который требует машины aligner photomask, которая стоит 10 тысяч долларов. Однако, команда начала очень более менее дорогий путь собрать ткани используя маски сделанные от листов пластмассы, подобных к надземным держат транспарантам, котор в месте с направляющими штырями.

Кубики ткани можно сделать с точностью 10 микронов, соответствующей к размеру одноячеистого тела. В другом конце спектра, исследователя направляют создать кубический миллиметр материи мозга с 100.000 клетками и 900 миллионов соединениями.

Отвечая основные вопросы

Потому Что ткани включают разнообразный репертуар клеток головного мозга, происходя в таких же коэффициентах какие они делают в естественной материи мозга, они смогли быть использованы для того чтобы изучить как невроны формируют соединения которые позволяют им связывать друг с другом.

«В недолгосрочном, много основные вопросы вы можете ответить о как клетки взаимодействуют друг с другом и отвечают к относящим к окружающей среде сигналам,» Boyden говорите.

Для начала, исследователя использовали эти стройки ткани для того чтобы изучить как окружающая среда неврона могла ограничить свой рост. Для того чтобы сделать это, они установили одиночные невроны в кубиках геля различных размеров, тогда измерили neurites клеток, длинние выдвижения которые невроны используют для того чтобы связывать с другими клетками. Он поворачивает вне который в таких режимах, невроны получают «вызывающий клаустрофобию,» Demirci говорит. «В малых гелях, они обязательно не посылают вне по мере того как длинние neurites по мере того как они и в болеебольшом геле.»

В долгосрочном плане, исследователя надеются приобрести более лучшее вникание как конструировать implants ткани которые смогли быть использованы для того чтобы заменить поврежденную ткань в пациентах. Много исследования было сделано в этой области, но трудно к давати в численном выражении связывают проволокой ли новые ткани правильно вверх с существующей тканью и обменивают правые виды информации.

Другая долгосрочная цель использует ткани для персонализированной медицины. Один день, доктора может мочь принять клетки от пациента с неврологическим разладом и преобразовать их в наведенные pluripotent стволовые клетки, тогда наводит эти стройки для того чтобы вырасти в невроны в тарелке лаборатории. Путем подвергать действию эти ткани к много возможных снадобиь, «вы могли мочь к давати в численном выражении если снадобье помогло бы, то что персона без проводить леты давая им серии различных снадобиь,» Boyden говорит.

Источник: http://web.mit.edu

Last Update: 1. December 2012 04:31

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit