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記者專欄
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磁性納米粒子創(chuàng)建三維“迷你大腦”

2022-12-02 07:35 來源:科技日報

  科技日報北京12月1日電 (實習記者張佳欣)神經(jīng)元因退行性疾病或創(chuàng)傷而受損后,幾乎沒有自我修復(fù)的能力。因此,恢復(fù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其正常功能是組織工程領(lǐng)域的一項重大挑戰(zhàn)。以色列巴伊蘭大學工程學院研究團隊利用納米技術(shù)和磁操作克服了這一挑戰(zhàn),創(chuàng)造出可修復(fù)受損神經(jīng)細胞的納米磁鐵,這是創(chuàng)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最具創(chuàng)新性的方法之一。研究發(fā)表在近日的《先進功能材料》雜志上。

  為了建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),研究人員將磁性氧化鐵納米粒子注入神經(jīng)祖細胞,從而將細胞轉(zhuǎn)變?yōu)楠毩⒌拇判詥挝。然后,他們將可發(fā)育為神經(jīng)元的祖細胞暴露在一些預(yù)先調(diào)整的磁場中,并遠程引導(dǎo)它們在模仿人體組織自然特征的三維多層膠原基質(zhì)中運動。通過這些磁性操控,他們創(chuàng)造了三維“迷你大腦”,這是一種模仿哺乳動物大腦中的成分和功能的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。

  膠原蛋白溶液凝固成凝膠后,細胞根據(jù)遠程施加的磁場保持在適當?shù)奈恢。在幾天?nèi),細胞發(fā)育成成熟的神經(jīng)元,形成延伸和連接,表現(xiàn)出電活動,并在膠原凝膠中生長至少21天。

  研究人員表示,這種方法模擬了人腦組織的固有屬性,為定制創(chuàng)建3D細胞結(jié)構(gòu)鋪平了道路,可用于體內(nèi)、外的生物工程、治療和研究。

  此外,將這種含有細胞的凝膠以液態(tài)的形式注入神經(jīng)系統(tǒng),在磁力的幫助下可將細胞組織成正確的結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是,磁場能以非侵入性的方式影響位于身體深處的細胞。

  研究人員已經(jīng)在實驗室測試了與磁性粒子相同的凝膠,并發(fā)現(xiàn)在動物模型中使用是安全的。研究人員表示,這種創(chuàng)造“迷你大腦”的新方法為找到各種神經(jīng)損傷的解決方案打開了大門,有望改善廣大患者們的生活質(zhì)量。

(責任編輯:歐云海)

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磁性納米粒子創(chuàng)建三維“迷你大腦”

2022-12-02 07:35 來源:科技日報
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