科学家研发出新型三维碳神经支架

来源:新华社| 2019-02-26 17:43:41| 作者:王珏玢

  新华社南京2月26日电(记者王珏玢)记者从中科院苏州纳米所获悉,由中国、意大利、美国学者组成的一个国际研究团队,最新研发出一种三维石墨烯-碳纳米管复合网络支架。这种生物支架能很好地模拟大脑皮层结构,未来,研究者们不仅能借助支架清晰、直观地看到脑部疾病的发展过程,还有望将其植入大脑,用于阿尔茨海默症等多种神经退行性疾病的治疗。

  碳神经支架是一种基于石墨烯、碳纳米管等新型超微碳材料的生物支架。它通过模拟体内复杂的微环境,构建神经干细胞和原代神经元的生长环境。科研人员发现,相比在二维的培养皿中观察、培养神经细胞,三维支架更接近脑部实际环境,神经干细胞的增殖和定向分化效率也大大提高。

  此次研究中,合作组成员用石墨烯模拟大脑内部四通八达的三维框架,用更微小的碳纳米管模拟神经元细胞,成功构建出“互联互通”的三维复合碳神经支架。利用这种支架培养原代大脑皮层神经元,能更好地模拟大脑皮层的复杂性。研究者将脑胶质瘤细胞“种植”在构建的大脑皮层模型中,结合先进的成像和分析技术,就能清晰看到肿瘤细胞的发展进程。此外,研究者还构建了药物治疗模型,利用三维支架观察不同抗癌药物对肿瘤的实际抑制效果。

  “新支架不仅能用于药物的筛选,未来还可能被移植进人体,用于阿尔茨海默症、帕金森综合征等疾病的治疗。”参与此项研究的中科院纳米-生物界面重点实验室研究员程国胜说,针对多种神经退行性疾病的治疗,医学界已经提出移植神经干细胞的构想。三维碳神经支架将是很好的载体,它能帮助医生将神经干细胞精准放置到病变地点,并帮助其增殖、分化,以实现治疗的目的。

  相关研究成果已于近期发表在材料学领域国际权威刊物《先进材料》上。(完)

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