动物实验不仅存在伦理争议，其模型也难以完整再现人类生物复杂性。啮齿类动物虽是常见实验对象，但其细胞无法形成大脑皮层褶皱（gyrus formation）。由马里利亚·波西奥纳托（Marimelia Porcionatto）教授领导的研究团队，成功利用3D生物打印技术构建了可模拟神经发生生态位的人类诱导多能干细胞衍生神经前体细胞（hNPCs）模型。
这项技术源于普通3D打印技术的进化升级，通过将细胞打印在水凝胶支架上，研究人员成功构建出大脑中产生神经元的微环境模型。实验显示，该模型能够正常表达神经发育特征，并展现出细胞增殖、分化和迁移等关键过程。波西奥纳托教授表示："过去五年我们实验室逐步减少动物实验，转而探索提升体外模型复杂度的新技术，最终选择了3D生物打印。"
这项突破性模型可广泛应用于胚胎期起源的神经系统疾病研究，包括精神分裂症、小头畸形（microcephaly）和巨头畸形（macrocephaly）等。研究团队正推进三大应用方向：使用自闭症谱系障碍患者的干细胞构建疾病模型、开发精神分裂症研究模型，以及通过细胞老化技术研究神经退行性疾病。
该研究成果发表于《APL Bioengineering》期刊，研究团队包括Lucas Simões Machado、Paula Scanavez Ferreira等多位科学家，为神经发育研究提供了更符合人体特征的创新实验平台。
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