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科技日报北京11月20日电（张门兰）科学家首次在不使用任何动物材料、不添加任何生物涂层的情况下，成功培育出具有功能性神经网络的类脑组织。这一进展发表在最新一期《先进功能材料》杂志上，有望为神经药物测试提供一种新的、更可控和人性化的方法，减少甚至取代依赖动物实验的传统研究模型。该技术的核心是一种由常见聚合物聚乙二醇（PEG）制成的新型支架材料。已知 PEG 具有化学惰性。活细胞通常不会在没有动物来源的生物涂层（例如层粘连蛋白或纤维蛋白）的帮助下在表面粘附和增殖。然而，这些涂层的成分复杂且定义不明确，严重影响了实验的再现性和可靠性。领导这项研究的加州大学研究小组指出，这是现有脑组织平台的一个主要缺陷。相比之下，新开发的PEG支架由于其精细的结构设计，完全消除了对此类生物涂层的依赖。研究小组使用创新的微流体技术使水、乙醇和 PEG 溶液流过嵌套的玻璃毛细管。当混合物到达水的外层时，其成分会自发分离，一道闪光立即凝固并将这种分离固定在原位，形成一个复杂的、相互连接的多孔迷宫。这种三维生物结构使得原本惰性的 PEG 材料能够被捐赠者的脑细胞识别和使用，最终构建一个功能性神经网络。这种多孔结构不它不仅为细胞粘附和生长提供物理支撑，而且其孔隙还可以让氧气和营养物质有效循环，为细胞生存、增殖和分化提供理想的微环境。研究小组认为，这种设计与活体中真实的脑组织相似。他们表示，由于接近科学环境，因此可以更好地指导和控制细胞行为。一旦细胞在支架内成熟，它们就可以表现出供体特异性的神经元活性。这意味着来自特定患者的细胞可用于直接在斑块中模拟和研究神经系统疾病，例如创伤性脑损伤、中风和阿尔茨海默病，并直接评估针对这些疾病的药物的功效和毒性。目前，脑组织模型宽约2毫米，仍处于初步阶段。未来，研究团队计划扩展模型，构建更复杂的模型大脑区域的模型。同时，我们也在考虑将这项技术应用到其他器官上。他们的长期愿景是在器官水平上开发相互关联的培养系统，模仿人体不同器官之间的相互作用。