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 Inspirerade DesignTeknik för Att Skapa 3-D HjärnSilkespapper

Published on November 30, 2012 at 6:10 AM

Låna från microfabricationtekniker som används i halvledarebranschen, iscensätter har MIT och den Harvard (HMS) Medicinsk fakultet, framkallat ett enkelt, och billigt långt att skapa tredimensionella hjärnsilkespapper i ett labb besegra.

MIT iscensätter har planerat a långt för att stapla neurons för att bilda det tredimensionella hjärnsilkespappret. (Avbilda: Marcia Williams Medicinska Illustrationer)

De nya tankeskapelserna för teknikavkastningsilkespapper, som efterapar nära den cell- sammansättningen av de i den bosatt hjärnan och att låta forskare till studien hur neurons bildar anslutningar och att förutsäga hur celler från individtålmodigstyrka reagerar till olika droger. Arbetet stenlägger också långt för framkallning av bioengineered implantat för att byta ut det skadada silkespappret för organsystem, enligt forskarna.

”Kan Vi funderare, som, genom att komma med denna sort av, kontrollera och behandlig in i neurobiology, oss utforska många olika riktningar,” något att säga Utkan Demirci, en assistentprofessor i Uppdelningen Harvard-MIT av Vård- Vetenskaper och Teknologi (HST).

Demirci och Ed Boyden, förbunden professor av biologiskt iscensätta och hjärna och kognitiva vetenskaper på MITS MassmediaLabbet och det McGovern Institutet, är höga författare av ett pappers- beskriva den nya tekniken, som visas i den on-line upplagan för Nov. 27 av de Avancerade Materialen för föra journal över. Papperets bly- författare är Umut Gurkan, en postdoc på HST, den Harvard Medicinsk fakultet och Brigham och Kvinna Sjukhus.

”Unika utmaningar

Även Om forskare har haft någon framgång att växa konstgjorda silkespapper liksom lever eller njure, ”framlägger hjärnan några unika utmaningar,” Boyden något att säga. ”Är En av utmaningarna den oerhörda rumsliga heterogeneityen. Det finns så många sorter av celler, och de har sådan invecklat binda.”,

Hjärnsilkespappret inkluderar många typer av neurons, inklusive inhibitory och excitatory neurons såväl som understöda celler liksom glial celler. Alla dessa celler uppstår på specifika förhållanden och i specifika lägen.

Att efterapa denna arkitektoniska komplexitet i deras iscensatte silkespapper, bäddade in forskarna en blandning av hjärnceller som togs från den primära cortexen av, tjaller in i täcker av hydrogel. De också inklusive delar av den extracellular matrisen, som ger strukturell service och hjälp, reglerar celluppförande.

De täcker staplades därefter i lagrar, som kan vara förseglat tillsammans använda lätt som crosslink hydrogels. Genom att täcka lagrar av gels med plast- photomasks av varierande, formar, forskarna kunde kontrollera, hur mycket av gelen var utsatt att tända, således kontrollera det 3-D forma av den multilayer silkespappertankeskapelsen.

Denna typ av photolithography är också van vid byggande som integreras - går runt på halvledare - ett processaa som kräver en photomasktillrättare bearbetar med maskin, som kostar tiotusentals dollar. Emellertid framkallade laget ett mycket mindre dyrt långt att montera silkespapper som att använda maskerar gjort från täcker av plast-, liknande till över huvudet stordior som in rymdes, förlägger med justeringsben.

Silkespapperkuberna kan göras med en precision av 10 mikroner som är jämförbar till storleksanpassa av en singelcell, förkroppsligar. På annat avsluta av spectrumen, siktar forskarna att skapa en kubikmillimeter av hjärnsilkespappret med 100.000 celler och 900 miljon anslutningar.

Den Svarande grunden ifrågasätter

Därför Att silkespappren inkluderar en olik repertoar av hjärnceller som uppstår i de samma förhållandena, som de gör i naturligt hjärnsilkespapper, kunde de vara den van vid studien hur neurons bildar anslutningarna som låter dem meddela med varje annat.

”Kortsiktigt, finns det en raddagrund ifrågasätter dig kan svara om, hur celler påverkar varandra med varje annan och reagerar till miljö- stickrepliker,” Boyden något att säga.

Som en första steg använde forskarna dessa silkespappertankeskapelser till studien hur en neurons miljöstyrkan tvinger dess tillväxt. Att göra denna, förlade de singelneurons i gelkuber av olikt storleksanpassar, då mätte cellernas neurites, långa f8orlängningar som neurons använder för att meddela med andra celler. Den vänder det under dessa villkorar ut, neurons får ”klaustrofobisk,” Demirci något att säga. ”I lilla gels, överför de inte nödvändigtvis ut, som långa neurites, som de skulle i enstörre gel.”,

Långsiktigt hoppas forskarna för att nå en bättre överenskommelse av hur man planlägger silkespapperimplantat som kunde vara van vid byter ut det skadada silkespappret i tålmodig. Mycket forskning har gjorts i detta område, men det har varit svårt att figurera ut huruvida de nya silkespappren binder korrekt upp med det existerande silkespappret och utbyter de högra sorterna av information.

Ett Annat långsiktigt mål använder silkespappren för personifierad medicin. En dag manipulerar kan vara kompetent att ta celler från en tålmodig med en neurological oordning och att omforma dem in i framkallade pluripotent stemceller, då framkallar dessa tankeskapelser för att växa in i neurons i en labbmaträtt. Genom att exponera dessa silkespapper till många möjlighetdroger ”, kan du är kompetent att figurera ut, om en skulle drog gynnar att personen, utan att måste att spendera år som ger dem raddor olika droger,” Boyden något att säga.

Källa: 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