微尺度神经元细胞培养装置的二光子聚合3D打印

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物技术是生物技术.
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 传统的神经元培养缺乏3D结构和现实的突触连接,限制了对大脑功能和病理生理学的研究.
• 实现ex vivo结构化的突触连接对于理解神经节律,可塑性和疾病至关重要.

研究的目的:

• 开发一种快速且负担得起的方法来制造微流体设备,用于培养模块化神经网络.
• 为了使可控的,定向的轴突外生和研究单向的突触相互作用 in vitro.
• 在相互连接的神经元模块中集成微电极阵列来监测生物电活动.

主要方法:

• 使用二光子聚合 (2PP) 3D打印来制造微流体设备的聚甲基 (PDMS) 微米精度.
• 设计一个双室装置,以物理约束和直接神经元连接.
• 采用商业微电极阵列用于实验室多站点外细胞记录老鼠皮层神经元培养物.

主要成果:

• 使用2PP.证明了PDMS微流体设备的快速和经济有效的原型设计.
• 成功培养了模块化神经网络,在腔室之间具有受限制的,不对称的轴突外生.
• 通过同时进行生物电学记录来监测单向突触相互作用的功能后果.

结论:

• 2PP 3D打印为创建先进的体外神经元模型提供了一个多功能和可访问的平台.
• 这项技术增强了实验控制和对大规模神经系统的理论理解.
• 开发的方法有助于神经技术和高通量神经数据记录.