UCL的研究人员在鸡胚胎的脑部和脊髓内开发了机械力传感器，以研究脊柱裂等出生缺陷。
这项研究发表在Nature Materials，与帕多瓦大学和威尼托分子医学研究所（VIMM）合作进行，利用先进的生物技术测量正在发育的胚胎所经历的机械力。
这些力量在器官和身体系统的发展中起着至关重要的作用，包括形成中枢神经系统的神经管。
先天性脊髓问题每年影响欧洲大约每2000名新生儿中的一名。
尽管进行了长期的研究，但仅通过遗传研究无法完全理解这些畸形。
因此，研究人员现在将重点放在胚胎生长过程中组织内的物理力量上。然而，由于胚胎脊髓小而脆弱，研究其发展面临挑战，肉眼难以看到。因此，力传感器必须小且柔软，以避免破坏正常的生长。
为了解决这些挑战，研究人员使用3D打印技术直接在鸡胚胎的发育神经系统内创建微小的力传感器（大约0.1毫米宽）。
这些传感器开始时是一种液体，涂在胚胎上，当暴露于强激光下时固化为类似弹簧的材料。该材料附着在胚胎逐渐形成的脊髓上，并对细胞产生的机械力作出反应。
这种方法能够测量小的力量，大约是人类睫毛重量的十分之一，这对胚胎脊髓的形成是必要的。
要实现正常生长，这些力量必须超越相反的负力量。
通过量化这些力量，研究人员可以研究可以增加正力量或减少负力量的药物，以防止脊柱裂等出生缺陷。
这些药物可以补充叶酸摄入的好处，这是一种众所周知的防止妊娠期间发展问题的策略。
首席研究员Eirini Maniou博士（UCL大奥蒙德街儿童健康研究所和帕多瓦大学）表示：“通过新型生物材料和先进显微镜，这项研究可以彻底改变胚胎力学，为全面理解发育奠定基础。”
“我们的发现为识别新的预防和治疗中枢神经系统缺陷的选项打开了大门，”Maniou博士补充道。
研究团队还验证了该技术可以用于人类干细胞在成熟为脊髓细胞时的应用。
未来，这可能促进健康供体干细胞与脊柱裂患者的干细胞之间的比较，以理解该疾病的发展。
共同首席研究员Gabriel Galea博士（UCL大奥蒙德街儿童健康研究所）说道：“这项技术通用且可适应于各种研究领域，我们预见其将广泛应用于解决基本问题。”
共同首席研究员Nicola Elvassore教授（帕多瓦大学和VIMM）补充道：“这一突破不仅增强了我们对胚胎生长过程中的机械力量的了解，还提供了防止脊柱裂等情况的见解。”
“对胚胎力量的精确测量代表了生物医学研究的一项重要进展，”Elvassore教授总结道。
