文章專區

近期，來自荷蘭台夫特理工大學（Delft University of Technology）的阿卡多（Angelo Accardo）研究團隊利用雙光子聚合（two-photon polymerization, TPP）技術，以奈米級的精確度進行3D 列印，並透過奈米柱（nanopillar）模擬大腦環境。

阿卡多表示，藉由調整寬度、高度及長寬比，可以改變奈米柱的剪切模數（shear modulus），也就是細胞在微米或奈米結構陣列上所感應到的機械特性，使神經元細胞「相信」自己處在像大腦一樣柔軟的環境中。

研究團隊使用老鼠大腦組織及人類幹細胞的神經元進行測試，在傳統培養皿或平面的生物材料中，這些細胞朝隨機方向生長；但在3D 列印的奈米柱陣列環境，細胞的成長更有組織性。團隊提到，這些手掌般的結構能夠引導成長中的神經元彼此連結，不只往平面，而是像在真正的大腦中朝向四面八方延伸，而且比起在平坦表面，奈米柱構成的環境更能促使神經細胞成熟。

除了有助於理解神經元的生長，這個模型也能用來觀察神經網路形成過程出差錯時所導致的自閉症類群障礙（autism spectrum disorder）、帕金森氏症（Parkinson's disease）、阿茲海默症（Alzheimer's disease）等疾病的成因。

Flamourakis, G. et al. (2024). Deciphering the Influence of Effective Shear Modulus on Neuronal Network Directionality and Growth Cones’ Morphology via Laser‐Assisted 3D‐Printed Nanostructured Arrays. Advanced Functional Materials, 35 (5).