MINI BRAIN BIOENGINEERING

1

بیوراکتورها

نگهداری ارگانوئیدها در فرهنگ به آنها اجازه می دهد تا بالغ و رشد کنند، اما رشد و طول عمر آنها محدود است، زیرا با بزرگتر شدن، دسترسی کمتری به انتشار مواد غذایی دارند، به ویژه برای سلول های هسته داخلی. بیوراکتورها - رگ های استریلی که محتویات را به آرامی هم می زنند، دما، pH و سطوح اکسیژن را حفظ می کنند و مواد مغذی و سیگنال های زیست مولکولی را پراکنده می کنند - به محققان کمک می کنند شرایط محیطی کشت های ارگانوئیدی مغز را برای بهبود اندازه و طول عمر آنها کنترل کنند. برای به حداکثر رساندن محققان در حال بررسی بیوراکتورهای پرینت سه بعدی و مینیاتوری به عنوان جایگزین های خاص، کم هزینه، با بازده بالا و قابل تکرار برای بیوراکتورهای معمولی هستند. 1،2

2

میکروسیال

تراشه‌های میکروسیال کنترل دقیق‌تری جریان سیال را برای بهینه‌سازی بیشتر تبادل اکسیژن و مواد مغذی و ایجاد گرادیان‌های شیمیایی ایجاد می‌کنند که هدایت و مهاجرت سلول را هدایت می‌کنند – با توجه به محدودیت‌های حجم مایع بزرگ مورد استفاده برای رشد ارگانوئیدهای مغزی در بیوراکتورهای معمولی. کشت‌های مشترک از انواع مختلف سلول - از جمله نورون‌ها، رگ‌های خونی و سلول‌های گلیال - با استفاده از غشاهای انتخابی و اتاق‌ها و کانال‌های متعدد، که ساختار و عملکرد مغز انسان را تقلید می‌کنند و ناهمگونی بین نمونه‌ها را کاهش می‌دهند. محققان می توانند یک ریزمحیط سلولی ایجاد کنند که نواحی مختلف مغز، سد خونی مغزی و تعاملات پیچیده سلول-سلول را تقلید کند.

3

مواد زیستی

محققان از طیف وسیعی از مواد زیستی بیولوژیکی و مصنوعی برای تقلید ساختار بافت مغز و امضاهای مولکولی استفاده می کنند. به عنوان مثال، توسعه مینی مغزها و الگوهای سلولی به تعامل سلول ها با ماتریکس خارج سلولی بستگی دارد - یک شبکه بیولوژیکی سه بعدی از مولکول ها و مواد معدنی که از ساختار بافت پشتیبانی می کند و نشانه های بیوشیمیایی را برای مستقیم تمایز، مهاجرت و تمایز سلولی ارائه می دهد. . ، سازماندهی و مدل سازی را ارائه می دهد. مقیاس های ساخته شده از پلیمرهای مصنوعی، محیط خارج سلولی سلول های بنیادی کشت شده را برای حمایت از رشد و سازماندهی سه بعدی بهبود می بخشد.

4

چاپ زیستی

چاپ زیستی سه بعدی روشی قدرتمند برای تقلید از معماری بافت مغز با مدل‌سازی کامپیوتری و فناوری‌های چاپ زیستی (مانند جوهر افشان، لیزر، مبتنی بر اکستروژن یا استریولیتوگرافی) است. این اجزای ماتریس r را استخراج می کند که سیگنال های زیستی مناسب، همجوشی معماری و پشتیبانی مکانیکی را برای سلول ها فراهم می کند. مینی مغزها محققان را قادر می‌سازد تا توده‌های فضایی را کنترل کنند و اطمینان حاصل کنند که بافت مونتاژ شده، فعل و انفعالات سلولی سلولی را حفظ می‌کند که شبیه رشد مغز است. روی نقشه توپوگرافی

 

5

از آنجایی که مغز از نظر ویژگی‌های اساسی مانند وظیفه ابتدایی تشخیص ورودی‌های بصری بسیار پیچیده است، ما میکروالکترودهای عصبی آن‌ها را برای اندازه‌گیری فعالیت الکتریکی مشخص و پایش کرده‌ایم. 1 آرایه میکروالکترود سه بعدی بیضی شکل e , o از مواد منحصر به فرد و ساعت های قابل تنظیم یا از نمونه های استفاده شده سنتی یا تصاویر 2 بعدی با ضبط همزمان در یک منطقه 3 بعدی k , در تماس و به حداقل رساندن مقدار فیزیکی d استفاده می کند. حامی