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神經(jīng)元因退行性疾病或創(chuàng)傷而受損后，幾乎沒有自我修復的能力。因此，恢復神經(jīng)網(wǎng)絡及其正常功能是組織工程領域的一項重大挑戰(zhàn)。以色列巴伊蘭大學工程學院研究團隊利用納米技術和磁操作克服了這一挑戰(zhàn)，創(chuàng)造出可修復受損神經(jīng)細胞的納米磁鐵，這是創(chuàng)建神經(jīng)網(wǎng)絡的最具創(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，研究人員將磁性氧化鐵納米粒子注入神經(jīng)祖細胞，從而將細胞轉變?yōu)楠毩⒌拇判詥挝弧Ｈ缓螅麄儗⒖砂l(fā)育為神經(jīng)元的祖細胞暴露在一些預先調(diào)整的磁場中，并遠程引導它們在模仿人體組織自然特征的三維多層膠原基質中運動。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。
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)奈恢谩Ｔ趲滋靸?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細胞結構鋪平了道路，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構。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量。
來源：科技日報
