碳納米管為神經(jīng)科學開辟了新視野 控制神經(jīng)細胞的生長

奧盧大學微電子研究室(MIC)的研究人員與坦佩雷大學合作，證明了碳納米管可用于控制神經(jīng)細胞生長的方向。

碳納米管是極其微小的缸是比鋼強，并具有優(yōu)異的導電性能。通過創(chuàng)建碳具有最佳尺寸的納米管的支柱，研究人員可以控制在其中神經(jīng)細胞生長的方向，增強的復合物和定向神經(jīng)細胞網(wǎng)絡的形成。

這項名為“碳納米管微柱觸發(fā)復雜的人類神經(jīng)干細胞網(wǎng)絡的引導生長”的研究發(fā)表在《納米研究》上。

神經(jīng)科學家研究了神經(jīng)系統(tǒng)的結構和功能，從細胞和分子生物學到神經(jīng)系統(tǒng)疾病，例如阿爾茨海默氏癥和脊髓損傷。盡管在與神經(jīng)疾病和新的治療策略有關的研究方面已取得進展，但在該領域仍存在一些挑戰(zhàn)。為了促進神經(jīng)科學的進步，納米技術一直發(fā)揮著重要作用。

碳納米管已經(jīng)研究了25年以上，對納米技術做出了重大貢獻。諸如計算機和移動電話之類的絕大多數(shù)電子設備的組件中都包含碳納米管。碳納米管最流行的用途是結構增強，例如在自行車車架和網(wǎng)球拍中。

“我的研究重點已經(jīng)變得非常廣泛。作為一名物理學家，我曾運用背景科學的策略來研究生物系統(tǒng)。在我的第一次博士后研究中，我在奧盧大學前解剖學和細胞生物學系工作了兩年。當我開始與Krisztian Kordas教授一起工作時，我有機會學習更多關于碳納米管的知識，著迷于探索其在醫(yī)學上的應用的想法，并開始申請該主題的資金。這是我的一個名為InjectGuide的項目的成果，該項目是由芬蘭科學院資助的，”該項目的主要研究工作負責人Gabriela LoriteYrjänä說。

控制神經(jīng)細胞如何生長的能力為神經(jīng)科學的兩個重要方面打開了新的視野。首先是創(chuàng)建新型微電子陣列，以研究細胞網(wǎng)絡的電生理學。當前用于理解神經(jīng)細胞如何通信的微電子陣列建立在2D模式下，而在人體中，它們在更為復雜的3D環(huán)境下生長。本文的結果表明，碳納米管微柱可以用作創(chuàng)建3-D微電子陣列的模板。這項工作是由著名的Susanna Narkilahti和坦佩雷大學的博士后研究員LauraYlä-Outinen共同完成的，他們在電生理學測量和神經(jīng)細胞方面具有專業(yè)知識。

這些發(fā)現(xiàn)的第二個潛在應用與治療脊髓或周圍神經(jīng)損傷的新策略有關。這些類型的傷害中的挑戰(zhàn)是在非常特定的方向上生長神經(jīng)細胞。

“我們的結果提供了證據(jù)，通過將碳納米管微柱排列成特定的間距，可以將神經(jīng)細胞的生長定向為任何所需的幾何形狀。這項針對臨床應用的研究的缺點是，碳納米管附著在剛性表面上。接下來，我們的目標是將這種知識轉移到復雜的3D結構中，這項工作是與坦佩雷大學的MinnaKellomäki教授一起完成的，他在組織工程水凝膠方面具有專業(yè)知識，因此在多學科研究方面的合作對于在應用科學方面取得了重要的進展”，講師Gabriela LoriteYrjänä說。

除神經(jīng)科學領域外，著名的Gabriela LoriteYrjänä和她的團隊還尋求使用碳納米管來修復軟骨。