Forscher der Monash University haben erfolgreich biologische Tinte verwendet, um lebende Nervenzellen zu 3D-Drucken und so Nervennetze herzustellen, die Nervensignale übertragen können. Indem sie die Anordnung von grauer und weißer Substanz im Gehirn nachahmten, gelang es den Forschern, 3D-Strukturen zu erzeugen, die den Schaltkreisen in einem lebenden Gehirn sehr ähnlich sind. Die Neuronen in der gedruckten Zellschicht bildeten sogenannte Neuriten aus, um Verbindungen zu Neuronen in anderen Schichten herzustellen, ähnlich wie Neuronen in einem lebenden Gehirn wachsen und interagieren. Empfindliche elektrophysiologische Messungen bestätigten spontane nervenähnliche Aktivitäten in den 3D-Netzwerken, was einen bedeutenden Fortschritt im Bereich des Bioprintings und der Neurowissenschaften darstellt. Diese 3D-Neuronennetze können in Zukunft zur Erforschung von Nervenwachstum, zur Untersuchung von Krankheiten, die die Neurotransmission beeinflussen, und zur Analyse der Auswirkungen von Medikamenten auf das Nervensystem verwendet werden.
Einführung
Überblick über die von der Monash University Engineering durchgeführte Forschung, bei der Bio-Tinten mit lebenden Nervenzellen verwendet werden, um Nervennetzwerke im 3D-Druck herzustellen. Das Ziel der Forschung und ihre Bedeutung in den Bereichen Bioprinting und Neurowissenschaft.
Verständnis der Struktur der gedruckten neuronalen Netzwerke
Erklärung, wie die Forscher die Anordnung von grauer und weißer Substanz im Gehirn nachahmten, um 3D-Strukturen zu schaffen, die den Schaltkreisen in einem lebenden Gehirn ähneln. Zusammensetzung der verwendeten Bio-Tinten, Rolle der lebenden Nervenzellen (Neuronen) und Bildung von Verbindungen zwischen Neuronen zur Erstellung neuronaler Netzwerke.
Bildung von Neuriten und Verbindungen zwischen Neuronen
Tiefgehende Analyse der Verlängerung neuronaler Fortsätze, sogenannter Neuriten, die Verbindungen mit Neuronen in anderen Schichten bilden und das Wachstum und die Interaktion von Neuronen in einem lebenden Gehirn widerspiegeln. Die Bedeutung dieser Verbindungen für die Funktionalität der im 3D-Druck hergestellten neuronalen Netzwerke.
Nachweis nervenähnlicher Aktivität in den 3D-Neuronalen Netzwerken
Diskussion der durchgeführten elektrophysiologischen Messungen, um das Vorhandensein spontaner nervenähnlicher Aktivität in den 3D-Neuronalen Netzwerken zu bestätigen. Die Bedeutung dieser Aktivität für die Validierung der Funktionalität und des potenziellen Nutzens der bioprinteten neuronalen Netzwerke.
Potentielle Anwendungen von 3D-Neuronalen Netzwerken
Erkundung der verschiedenen Verwendungen und Anwendungsbereiche dieser 3D-Neuronalen Netzwerke in den Bereichen Neurowissenschaften und Bioprinting.
Verständnis von Nervenwachstum und -entwicklung
Beschreibung, wie die 3D-Neuronalen Netzwerke eingesetzt werden können, um den Prozess des Nervenwachstums und der Entwicklung zu untersuchen und zu verstehen. Die Erkenntnisse, die dies im Bereich der Neurowissenschaften bieten kann.
Studium von Krankheiten, die die Neurotransmission beeinflussen
Erklärung, wie die bioprinteten neuronalen Netzwerke verwendet werden können, um Krankheiten zu untersuchen, die die Neurotransmission beeinträchtigen, wie Alzheimer, Parkinson und Multiple Sklerose. Die potenziellen Vorteile und Fortschritte, die dies für die medizinische Forschung bringen kann.
Medikamentenscreening und -testung am Nervensystem
Diskussion der Anwendungsmöglichkeiten der 3D-Neuronalen Netzwerke bei der Screening und Testung von Medikamenten auf das Nervensystem. Das Potenzial für eine effizientere und genauere Medikamentenentwicklung und -testung.
Schlussfolgerung
Zusammenfassung der bahnbrechenden Forschung der Monash University Engineering, die den erfolgreichen Einsatz von Bio-Tinten mit lebenden Nervenzellen zum 3D-Druck von neuronalen Netzwerken hervorhebt. Die potenziellen Auswirkungen und Zukunftsaussichten dieses Fortschritts im Bioprinting und in der Neurowissenschaft.
