研究人員拿著3D折紙平臺(tái)。圖片來源：特拉維夫大學(xué)

科技日?qǐng)?bào)記者?張夢(mèng)然

以色列特拉維夫大學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了一種受折紙啟發(fā)的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可在組織周圍折疊，允許將傳感器精確插入預(yù)定義位置，以檢測(cè)記錄細(xì)胞活動(dòng)和細(xì)胞之間的交流。研究成果發(fā)表在最新一期《先進(jìn)科學(xué)》雜志上。

使用3D生物打印技術(shù)的生物組織模型已經(jīng)很普遍。但現(xiàn)有方法有一個(gè)明顯缺點(diǎn)：組織不能在傳感器上進(jìn)行生物打印，因?yàn)樵诖蛴∵^程中，打印頭會(huì)破壞傳感器，而傳感器非常重要，可以提供有關(guān)組織內(nèi)部細(xì)胞的信息。

折紙方法是科學(xué)與藝術(shù)的“完美配合”。研究團(tuán)隊(duì)此次使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，開發(fā)了一種針對(duì)特定組織模型定制的多傳感結(jié)構(gòu)，靈感即來自折紙。該結(jié)構(gòu)包含各種傳感器，用于監(jiān)測(cè)組織內(nèi)精確選擇位置的細(xì)胞的電活動(dòng)或電阻。計(jì)算機(jī)模型用于制造物理結(jié)構(gòu)，然后將其折疊在生物打印組織周圍，以便將每個(gè)傳感器都能插入組織內(nèi)的預(yù)定義位置。

新方法的有效性，在3D生物打印的腦組織上得到了證明：插入的傳感器成功記錄了神經(jīng)元電活動(dòng)。團(tuán)隊(duì)成員強(qiáng)調(diào)，該系統(tǒng)既是模塊化的，又是多功能的。它可將任何數(shù)量和任何類型的傳感器，放置在任何類型的3D生物打印組織模型中的任何選定位置，或者放在實(shí)驗(yàn)室中人工生長(zhǎng)的組織中，例如大腦類器官。

團(tuán)隊(duì)展示了該平臺(tái)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)：在生物打印腦組織的實(shí)驗(yàn)中，他們添加了一個(gè)模擬天然血腦屏障（BBB）的層。在人腦中，這原本是一個(gè)保護(hù)大腦免受血液中不良物質(zhì)進(jìn)入的細(xì)胞層，但這個(gè)層也會(huì)阻止用于腦部疾病的藥物。而此次研究中添加的層，由人類BBB細(xì)胞組成，通過測(cè)量其電阻，團(tuán)隊(duì)證明它對(duì)各種藥物具有滲透性。

總編輯圈點(diǎn)

折紙，如此普通，又如此具有吸引力?？蒲腥藛T從折紙中獲得靈感，研發(fā)出靈活的機(jī)器人，研發(fā)出結(jié)構(gòu)特殊的材料。此次，折紙?jiān)俅巍傲⒐Α保芯繄F(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種針對(duì)特定組織模型定制的多傳感結(jié)構(gòu)。它折疊在生物打印組織周圍，每個(gè)傳感器，都能巧妙插入組織內(nèi)預(yù)定義位置，解決“組織無法在傳感器上進(jìn)行生物打印”的難題。在試驗(yàn)中，傳感器成功記錄下神經(jīng)元的活動(dòng)。這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)可以幫助科研人員更好研究細(xì)胞活動(dòng)和細(xì)胞之間的交流。