新型类脑组织为神经药物筛选提供新方向
在未依赖任何动物源材料或额外生物涂层的前提下，科学家首次成功培育出具备功能性神经网络的类脑组织。这项研究刊登于最新一期《先进功能材料》期刊，标志着在神经药物测试领域迈出了关键一步，为减少乃至取代传统动物实验模式提供了新的可能。
革新性支架材料助力细胞生长
此次突破的关键在于一种基于聚乙二醇（PEG）的新型支架材料。PEG以化学惰性闻名，通常难以支撑活细胞附着和增殖，除非借助层黏连蛋白或纤维蛋白等动物源生物涂层。然而，这类涂层成分复杂、难以标准化，影响实验的重复性与数据一致性。来自加州大学的研究团队指出，这正是当前类脑组织平台面临的核心挑战之一。新开发的PEG支架通过结构设计上的创新，彻底去除了对动物源涂层的依赖。
研究团队借助微流控技术，将水、乙醇和PEG溶液分别注入嵌套的玻璃毛细管中。当混合物流经外层水流区域，其成分发生相分离，并在瞬间光固化作用下定型，形成一个高度互联的多孔结构。这种仿生三维结构被供体神经细胞识别并整合，最终促成了功能性神经网络的建立。
结构优化提升组织功能与稳定性
该多孔结构不仅为神经细胞提供物理支撑，还通过高效输运氧气和营养物质，为细胞的存活、增殖与分化营造出接近体内微环境的条件。研究人员强调，这种设计更贴近大脑真实的生理状态，有助于更精确地调控细胞行为。
随着神经网络的成熟，这些组织可表现出供体特异的神经活性，从而为个性化神经疾病建模提供了可能。例如，可以直接利用患者来源的细胞来模拟创伤性脑损伤、中风或阿尔茨海默病等疾病状态，并进行药物筛选和毒性测试。
未来展望：从脑组织到多器官系统
目前，该类脑组织模型的尺寸约为两毫米，仍处于早期发展阶段。研究团队计划在未来扩展模型规模，以构建更复杂、更接近真实脑区结构的体外模型。同时，他们也在探索将该技术推广至其他器官类型，以构建一个连接不同“器官芯片”的系统，模拟人体内多器官间的复杂互动。
该技术的长期目标是建立一个具备多器官功能的体外平台，使科学家能够研究一种治疗对全身的影响，或某一器官病变如何影响其他系统，从而深化对人类生理和疾病机制的理解。