石墨烯—碳納米管支架可模擬腦神經網路，未來將治療腦部疾病

石墨烯—碳納米管支架可模擬腦神經網路，未來將治療腦部疾病

張曄/科技日報

科技日報蘇州2月27日電 阿爾茨海默症、帕金森病、腦膠質瘤……在科技發達的今天，人類對腦部疾病依然束手無策。近日，由中國、義大利、美國學者組成的研究團隊，最新研發出一種三維石墨烯—碳納米管復合網路支架。這種生物支架能很好地模擬大腦神經網路結構，未來，將可用於藥物篩選或植入大腦幫助治療腦部疾病。

該碳神經支架由我國率先提出並完成材料製備。科學家用石墨烯模擬大腦內部四通八達的三維框架，把體內正常的神經幹細胞移植到細小的碳納米管中，增殖和定向分化神經元細胞，從而構建出一個「互聯互通」的人造神經網路。科研人員發現，相比在二維的培養皿中觀察、培養神經細胞，三維支架更接近腦部實際環境。而與現有的膠原支架、水凝膠支架相比，碳神經支架最大的優勢在於導電性，可通過電刺激實現神經幹細胞的定向分化，分化效率可提高20％左右。

研究中，科學家將腦膠質瘤細胞「種植」在構建的大腦皮層模型中，結合先進的成像和分析技術，就能清晰看到腫瘤細胞的發展進程。此外，他們還構建了藥物模型，以觀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，未來有可能移植到大腦，用於阿爾茨海默症、帕金森病等疾病的治療。」中科院納米—生物界面重點實驗室研究員程國勝說，針對多種神經退行性疾病的治療，醫學界已經提出移植神經幹細胞的構想。三維碳神經支架將是很好的載體，它能幫助醫生將神經幹細胞精準放置到病變地點，並幫助其增殖、分化，以實現幹細胞替代治療的目的。相關研究成果已發表在國際權威刊物《先進材料》上。