3D打印在神经科学中的应用:工程神经组织模型

由Stephanie Willerth撰写

在这次采访中,Stephanie Willerth(维多利亚大学; BC,Canada)描述了她使用3D印刷技术对工程神经组织模型的经验。

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斯蒂芬妮威瑞斯(维多利亚大学)

博士
Stephanie Willerth持有加拿大在生物医学工程研究主席
维多利亚大学(加拿大,加拿大)在那里她有双重任命
机械工程系与医学科学分工。果仁威尔
还指导生物医学研究中心和生物医学工程中心
维多利亚大学的计划,并运行了一个活跃的研究小组
重点是开发工程组织的创新方法。 


她的主要重点领域包括使用干细胞的3D印染神经组织
并直接将体细胞重新编程为神经组织。 Willerth的研究
集团已发布49个同行评审期刊文章和10个书籍章节。她
还给出了58名邀请的会谈,包括在2018年之前提交
麦卡洛克会议(12—2018年11月14日;在,加拿大,大学
加利福尼亚州,洛杉矶(CA,USA)和作为焊球学院的一部分
普渡大学生物医学工程杰出讲座系列(美国)。
 

果仁威尔
是BC再生医学指导委员会的积极成员
创意破坏实验室的倡议(BC,加拿大)和员工科学家(上,
加拿大)。 Willerth还担任加拿大生物材料总统
2017年社会—2018年,她在威斯康星州的安息日花了2016年
国际合作支持的发现(WI,USA)研究所
修复发现国际旅行奖,她写了她的书工程
学术媒体出版的干细胞的神经组织。 
 

Willerth的
荣誉包括卓越的2018年REACH奖获得者
本科研究启发教学,2017年的创新妇女,其中之一
2015年的蜂窝和生物工程中的年轻创新者和“明星”
2014年加拿大加拿大大挑战的全球健康。  

你能简要解释一下 your role 并概述 how you 采用了神经组织工程的生物印刷技术吗?

我的研究计划开发了一种用于指导干细胞的新型生物材料支架以在2010年开始我的独立研究计划以来形成功能性神经组织。将多能干细胞分化为神经组织的协议通常需要延长的时间段,并在细胞选择方面需要多个步骤媒体变化。研究3D BioPlinting以与传统的组织工程方式相比,研究3D BioPlint以产生这种干细胞衍生的神经组织作为高通量和可重复的方式是逻辑的。它也是方便的Biosystems(BC,Canada)位于当地生态系统中—与他们合作已经使我们能够在生生物版地区进行尖端研究,因为我们是第二所大学拥有其中一个独特的RX1 Bioplinters。我们正在积极致力于各种生物监控项目。 

您是如何第一次参与生物印刷的神经组织的? 

由于它们的复杂性,我一直对工程神经组织感兴趣,需要复制适当的结构和化学性质。组织工程提供了治疗目前缺乏真正治愈的许多神经疾病和疾病的潜在方法,包括阿尔茨海默病和脊髓损伤。 3D源自诱导多能干细胞的生物组织是一种惊人的机会,可以为药物筛查应用产生个性化的这种疾病的疾病。 

Bioplinting提供更多常规/传统组织工程方法的优势? 

BioPlinting可以帮助提高组织工程过程的再现性,以及自动化这些神经组织的高通量生成过程。  

如果有的话,如果有的话,生物制品在从干细胞工程神经组织时有助于克服? 

与器有机体和传统组织工程等其他方法相比,它可以提供更可重复和更少的劳动密集型方法,用于其他方法,其中单个组织在24个孔板的每个孔中聚合各个组织。 

在使用生物监测技术与来自干细胞的工程师神经组织的工程师何时何有涉及的监管挑战? 

这种工程化组织可用作药物筛查的有价值的工具,而无需广泛的监管批准。开发的植入3D生物印刷组织需要与其他类型的细胞疗法相似的临床前测试水平。  

生物监测组织存在哪些限制,特别是在使用干细胞并与工程神经组织一起使用?  

我们的小组发现干细胞及其衍生物对印刷条件非常敏感,因此我们必须针对每种细胞类型进行优化。提高我们的生物链接配方的多功能性将有助于确保我们可以在细胞构造中打印各种细胞类型。 

如何在神经科学中设想生物印刷和相关的3D打印技术r&D? 

使用患者衍生的诱导多能干细胞的Bioplinting 3D个性化神经组织对个性化医学中的应用具有巨大的承诺。特别是对于像痴呆症这样的广泛疾病,这种个性化的模型可以提供有效的方法,以确保患者会响应治疗方法。 

什么将是神经系统/神经科学的r&D看起来像将来,应该继续使用BioPlint和3D印刷技术用于组织模型的工程? 

使用患者自己的诱导的多能干细胞对患病和损坏的神经组织进行3D打印替代的潜力将是惊人的,因为它将消除对免疫抑制的需要,同时使构建体能够特异于靶位部位以进行植入。 

您是否对神经学和/或神经科学领域中的生物印刷和3D印刷技术的应用有任何最终评论? 

3D BioPlinting是下一代神经组织工程的强大工具。此外,如果您想了解更多,我已经编写了在医学中的3D印刷杂志上发表的药物筛选的工具作为药物筛选的工具的主题。 

果仁威尔 SM。 使用干细胞作为筛选阿尔茨海默病的药物靶标的工具. 3D在医学中的3D印刷杂志。 2(4),163—165, (2019). 

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