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【导语】美国加州大学研究团队首次在不使用动物来源材料与生物涂层的情况下，借助新型聚乙二醇（PEG）支架及创新微流控技术，成功培育出具有功能性神经网络的类脑组织，相关成果发表于《先进功能材料》。该成果为神经药物检测提供新途径，有望替代传统动物实验，未来还计划扩大规模、探索应用于其他器官，助力全面深入理解人类生物学和疾病机制。

科学家首次在不使用任何动物来源材料或添加生物涂层的情况下，成功培育出具有功能性神经网络的类脑组织。这项发表于最新一期《先进功能材料》的突破性进展，为神经药物检测提供了更可控、更人道的新途径，有望减少甚至替代传统依赖动物实验的研究模式。

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。PEG以其化学惰性著称，通常情况下，活细胞无法在其表面附着和生长，除非借助层黏连蛋白或纤维蛋白等动物来源的生物涂层。然而，这些涂层成分复杂且定义不明确，严重影响实验的可重复性和可靠性。领导该(gāi)研(yán)究(jiū)的美国加州大学研究团队指出，这是现有脑组织(zhī)平(píng)台(tái)的一个主要缺陷。相比之(zhī)下(xià)，新开发的PEG支架通过精巧的结构设计，完全摆脱了对这类生物涂层的依赖。

团(tuán)队(duì)采用(yòng)一种创新的微流控技术，让水、乙醇和PEG溶液通过嵌套的玻璃毛细管流动。当混合物到达外层水流时，其成分会自发分离，随后一道闪光瞬间固化，将这种分离状态锁定，从而形成一个错综复杂、相互连通的多孔迷宫结构。正是这种仿生的三维结构，使得原本惰性的PEG材料被供体脑细胞识别并利用，最终构建出具有功能性的神经网络。

这种多孔结构不仅为细胞提供了附着和生长的物理支撑，其孔隙还能高效循环氧气和养分，为细胞的存活、增殖和分化提供了理想的微环境。团队表示，这种设计更接近真实的脑组织生物学环境，因此能更好地引导和控制细胞行为。一旦细胞在支架中成熟，它们便能展现出供体特异性的神经活性，这意味着可直接在培养皿中，利用来自特定患者的细胞来模拟和研究创伤性脑损伤、中风或阿尔茨海默病等神经疾病，并直接评估针对这些疾病的药物疗效和毒性。

目前，该类脑组织模型的尺寸约为两毫米宽，尚处于初步阶段。未来，团队计划扩大模型的规模，以构建更复杂的脑区(qū)模(mó)型(xíng)。同(tóng)时(shí)，他(tā)们也在探索将这一技术应用于其他器官。他们的长期愿景是开发一套相互连接的、器官级别的培养系统，以模拟人体内不同器官之间的相互作用。

【总编辑圈点】

人工合成一个带有功能性神经网络的大脑有(yǒu)多(duō)难(nán)？本(běn)文介(jiè)绍(shào)的(de)复(fù)杂(zá)研(yán)究(jiū)经(jīng)历(lì)或(huò)能(néng)窥(kuī)豹(bào)一(yī)斑(bān)。而(ér)在(zài)该(gāi)成(chéng)果(guǒ)的(de)基(jī)础(chǔ)上(shàng)，新(xīn)型(xíng)脑(nǎo)组(zǔ)织(zhī)平(píng)台(tái)开(kāi)始(shǐ)逐(zhú)渐(jiàn)完(wán)善(shàn)，最(zuì)终(zhōng)能(néng)像(xiàng)真(zhēn)正(zhèng)的(de)大(dà)脑(nǎo)一(yī)样(yàng)，展(zhǎn)示(shì)良(liáng)好(hǎo)的稳定性、长寿命和功能性。再将这样的系统“互联”成人体组织，科学家将能观察一种治疗对不同组织的影响，以及一个器官的病变如何波及另一个器官，从而为更全面、更深入地理解人类生物学和疾病机制。