{"id":61169,"date":"2025-02-10T00:01:05","date_gmt":"2025-02-09T23:01:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=61169"},"modified":"2025-02-06T11:28:26","modified_gmt":"2025-02-06T10:28:26","slug":"3d-gedrucktes-gehirnmodell-das-die-entwicklung-von-neuronen-foerdert-10020251","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-gedrucktes-gehirnmodell-das-die-entwicklung-von-neuronen-foerdert-10020251\/","title":{"rendered":"Forscher der TU Delft drucken ein Gehirnmodell, das die Entwicklung von Neuronen f\u00f6rdert"},"content":{"rendered":"

Oft wird behauptet, dass wir das Universum besser kennen w\u00fcrden als unser eigenes Gehirn. Nun, das Gehirn war schon immer ein Organ, das aufgrund seiner Komplexit\u00e4t und seiner unz\u00e4hligen F\u00e4higkeiten und Funktionen faszinierte. Die Forschung wird best\u00e4ndig vorangetrieben und Wissenschaftler testen neue Technologien und Instrumente, um die Funktionsweise des Gehirns besser zu erforschen. Sei es, um mehr \u00fcber die graue Substanz, die Verbindung zwischen den beiden Gehirnh\u00e4lften oder die Entstehung neurologischer St\u00f6rungen zu erfahren. Vor allem rund um Neuronen herrscht noch viel Ungewissheit. Zwar ist bekannt, dass Neuronen Netzwerke f\u00fcr den Signalaustausch bilden, die es dem Gehirn<\/a> erm\u00f6glichen, mit unglaublicher Geschwindigkeit zu lernen und sich anzupassen, trotzdem bleiben sie in vielerlei Hinsicht ein R\u00e4tsel. Dank des 3D-Drucks ist es gelungen, bei der Entschl\u00fcsselung dieser Komplexit\u00e4t einen Schritt weiter zu kommen.<\/p>\n

Um die Entwicklung von Neuronen zu untersuchen und besser zu verstehen, haben n\u00e4mlich Forscher der Technischen Universit\u00e4t Delft (TU Delft) eine 3D-gedruckte \u201egehirn\u00e4hnliche\u201c Umgebung entwickelt, in der Neuronen wie in einem echten Gehirn wachsen.<\/p>\n

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Vergleich von Neuronen in einer 2D- (links) und 3D-Umgebung (rechts).<\/p><\/div>\n

3D-gedruckte Nanos\u00e4ulen zur Nachahmung von Gehirngewebe<\/h3>\n

Die Herausforderung, von der die Forschung ausging, bestand darin, eine Alternative zur Verwendung herk\u00f6mmlicher Petrischalen zu finden. Diese sind flach und starr und entsprechen nicht der weichen, faserigen Umgebung der extrazellul\u00e4ren Matrix des Gehirns. Da Neuronen sehr stark von dem Raum abh\u00e4ngen, in dem sie sich befinden, war es notwendig, eine dem Gehirn m\u00f6glichst \u00e4hnliche Umgebung zu schaffen, in der sie sich entwickeln k\u00f6nnen.<\/p>

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Die L\u00f6sung kam dank der Zwei-Photonen-Polymerisation<\/a> zustande, einer laserbasierten 3D-Drucktechnik, die Pr\u00e4zision im Nanobereich erm\u00f6glicht. Diese Technologie erm\u00f6glichte die Herstellung winziger Nanos\u00e4ulen, die das weiche Nervengewebe und die Fasern der extrazellul\u00e4ren Matrix des Gehirns nachahmen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Die S\u00e4ulen, die tausendmal kleiner als ein menschliches Haar sind, wurden in Reihen auf einer Oberfl\u00e4che angeordnet. Indem sie ihre Breite, H\u00f6he und andere Parameter ver\u00e4nderten, konnten die Forscher die mechanischen Eigenschaften nachbilden, die die Neuronen in der realen Gehirnumgebung wahrnehmen. \u201eAuf diese Weise ‚denken‘ die Neuronen, dass sie sich in einer weichen, gehirn\u00e4hnlichen Umgebung befinden, obwohl das Material der Nanos\u00e4ulen selbst starr ist. Indem sie sich unter dem Krabbeln der Neuronen biegen, simulieren die Nanos\u00e4ulen nicht nur die Weichheit von Hirngewebe, sondern bieten auch eine 3D-Struktur im Nanoma\u00dfstab, an der sich die Neuronen festhalten k\u00f6nnen, genau wie die Nanofasern der extrazellul\u00e4ren Matrix im echten Hirngewebe. Dies beeinflusst die Art und Weise, wie Neuronen wachsen und sich miteinander verbinden<\/em>\u201c, erkl\u00e4rt Angleo Accardo, au\u00dferordentlicher Professor und Leiter der Forschungsgruppe.<\/p>\n

Ein neuer Ansatz f\u00fcr die Erforschung von Neuronen und neurodegenerativen Krankheiten<\/h3>\n

Diese unglaubliche Entdeckung hat nicht nur die Untersuchung von Nervenzellen verbessert, sondern auch unerwartete Ergebnisse gebracht. Um das Modell zu testen, z\u00fcchteten die Forscher drei verschiedene Arten von Nervenzellen, die aus M\u00e4usegehirngewebe oder menschlichen Stammzellen stammen, auf Nanos\u00e4ulen. In herk\u00f6mmlichen flachen Petrischalen und 2D-Biomaterialien wachsen die Neuronen in zuf\u00e4lligen Richtungen. In dem 3D-gedruckten Nanos\u00e4ulenmodell hingegen passten sich die Neuronen nicht nur besser an die Umgebung an, sondern begannen sich auch anders zu verhalten und wuchsen organisierter und pr\u00e4ziser. Im Gegensatz zu den Tests in flachen Umgebungen konnten sich die Neuronen in der 3D-Umgebung in mehr Richtungen entwickeln, was ihr Wachstum sogar noch f\u00f6rderte. Den Forschern zufolge entspricht dieses Verhalten eher dem, was tats\u00e4chlich im Gehirn passiert.<\/p>\n

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Unterschied zwischen dem Wachstum von Neuronen auf 3D-Nanoplatten (Abbildungen A bis D) und auf einer Glasplatte (Abbildung E).<\/p><\/div>\n

Die additive Technologie der Zwei-Photonen-Polymerisation hat sich in diesem Fall durchgesetzt, da sie die Herstellung von Nanos\u00e4ulen mit rational konzipierten geometrischen Merkmalen und extrem hoher Reproduzierbarkeit erm\u00f6glicht. Dieselben Ergebnisse w\u00e4ren beispielsweise mit Gelmatrizen nicht zu erzielen, die keine Reproduzierbarkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit in Bezug auf die Struktur garantieren.<\/p>\n

Die Forscher hoffen, durch eine bessere Reproduktion der Art und Weise, wie Neuronen wachsen und sich verbinden, nicht nur unser Wissen \u00fcber die Funktionsweise des Gehirns zu erweitern, sondern auch \u00fcber die Unterschiede zwischen gesunden Gehirnnetzwerken und solchen, die mit neurodegenerativen Krankheiten wie Alzheimer, Parkinson und Autismus-Spektrum-St\u00f6rungen einhergehen. HIER<\/a> k\u00f6nnen Sie mehr \u00fcber diese Studie lesen.<\/p>\n

Was halten Sie von dieser Forschung zu Neuronen? Lassen Sie uns dazu einen Kommentar da, oder teilen Sie es uns auf Facebook<\/a>\u00a0oder\u00a0LinkedIN<\/a>\u00a0mit. Wenn Sie mehr zum 3D-Druck in der Medizin lesen m\u00f6chten, schauen Sie auf unserer\u00a0Landing Page<\/a>\u00a0vorbei. M\u00f6chten Sie au\u00dferdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt f\u00fcr unseren\u00a0w\u00f6chentlichen Newsletter<\/a>.<\/p>\n

*Bildnachweise: University of Technology di Delft (TU Delft)<\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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