科技日報蘇州2月27日電 (記者張曄)阿爾茨海默癥、帕金森病、腦膠質(zhì)瘤……在科技發(fā)達的今天,人類(lèi)對腦部疾病依然束手無(wú)策。近日,由中國、意大利、美國學(xué)者組成的研究團隊,最新研發(fā)出一種三維石墨烯—碳納米管復合網(wǎng)絡(luò )支架。這種生物支架能很好地模擬大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )結構,未來(lái),將可用于藥物篩選或植入大腦幫助治療腦部疾病。
該碳神經(jīng)支架由我國率先提出并完成材料制備。科學(xué)家用石墨烯模擬大腦內部四通八達的三維框架,把體內正常的神經(jīng)干細胞移植到細小的碳納米管中,增殖和定向分化神經(jīng)元細胞,從而構建出一個(gè)“互聯(lián)互通”的人造神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )。科研人員發(fā)現,相比在二維的培養皿中觀(guān)察、培養神經(jīng)細胞,三維支架更接近腦部實(shí)際環(huán)境。而與現有的膠原支架、水凝膠支架相比,碳神經(jīng)支架最大的優(yōu)勢在于導電性,可通過(guò)電刺激實(shí)現神經(jīng)干細胞的定向分化,分化效率可提高20%左右。
研究中,科學(xué)家將腦膠質(zhì)瘤細胞“種植”在構建的大腦皮層模型中,結合先進(jìn)的成像和分析技術(shù),就能清晰看到腫瘤細胞的發(fā)展進(jìn)程。此外,他們還構建了藥物模型,以觀(guān)察不同抗癌藥物對腫瘤的抑制效果。
“這種支架需要1—2年可在體內降解代謝,未來(lái)有可能移植到大腦,用于阿爾茨海默癥、帕金森病等疾病的治療。”中科院納米—生物界面重點(diǎn)實(shí)驗室研究員程國勝說(shuō),針對多種神經(jīng)退行性疾病的治療,醫學(xué)界已經(jīng)提出移植神經(jīng)干細胞的構想。三維碳神經(jīng)支架將是很好的載體,它能幫助醫生將神經(jīng)干細胞精準放置到病變地點(diǎn),并幫助其增殖、分化,以實(shí)現干細胞替代治療的目的。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際權威刊物《先進(jìn)材料》上。