人脑在结构和功能上是生物体中最复杂的器官之一,人脑的复杂性给研究这个独特器官的发育和功能异常带来了巨大的挑战。传统上研究人员通常使用动物模型来研究成人脑的发育及其疾病。但动物脑模型和人脑之间存在较大差异,无法对人类大脑特异性特征进行研究,对于人脑特有的病理功能研究更是不可能的。在体外对多能干细胞进行培养,可以建立三维的神经组织发育模型,细胞能够自组织成复杂的脑结构,被称为人脑类器官。目前,体外培养的人脑类器官主要存在几个不能忽视的问题:长时间培养中心细胞坏死和神经细胞发育不够成熟。本论文开发了构建血管化人脑类器官的培养平台,以此实现对人脑类器官的长期稳定培养,获得更加成熟的人脑类器官培养模型。论文以氧化海藻酸钠（OSA）和明胶（GTN）混合与氯化钙进行交联构建生物活性复合水凝胶体系为人脑类器官中神经细胞的增殖和迁移提供适当的细胞外环境。水凝胶材料所选体系为1.5%OSA,4.5%GTN和100 mmol/L CaCl₂,既可以保障人脑类器官的发育成熟,又可提供足够的力学性能用于移植。免疫缺陷鼠腹腔腹膜富含大量的毛细血管,是腹膜腔内高度血管化的结构,可以支持人脑类器官血管化,以此构建具有微血管的人脑类器官。同时,使用免疫缺陷鼠可以减少因免疫反应造成人脑类器官移植后,人脑类器官作为外来物被免疫系统攻击的危险。在移植人脑类器官12周后取出,利用扫描电镜检测人脑类器官的神经细胞形态及其血管的分布情况,发现存在大量的核团节和血管结构,表明血管化人脑类器官构建成功。通过免疫荧光染色分析,人脑类器官中存在大量分化的神经元和星形胶质细胞分布,表明人脑类器官在有外源性血管参与下进一步分化成熟,并且可以检测到大量血管网络的存在。利用小动物超声-光声成像系统可以活体检测移植的人脑类器官在免疫缺陷鼠体内形成的微血管网络,发现免疫缺陷鼠的血管大量侵入人脑类器官中,形成人脑类器官和小鼠血管构成的嵌合体。本研究构建的血管化人脑类器官克服了传统培养人脑类器官因缺氧和营养不足从而造成中心细胞大量死亡的问题,进而实现了人脑类器官的长时间培养获得更加成熟的人脑类器官。血管化人脑类器官不仅可以作为研究人类皮层发育的模型,更可为神经系统疾病和损伤提供新的细胞治疗方案。