碳纳米管为神经科学开辟了新视野 控制神经细胞的生长

奥卢大学微电子研究室(MIC)的研究人员与坦佩雷大学合作，证明了碳纳米管可用于控制神经细胞生长的方向。

碳纳米管是极其微小的缸是比钢强，并具有优异的导电性能。通过创建碳具有最佳尺寸的纳米管的支柱，研究人员可以控制在其中神经细胞生长的方向，增强的复合物和定向神经细胞网络的形成。

这项名为“碳纳米管微柱触发复杂的人类神经干细胞网络的引导生长”的研究发表在《纳米研究》上。

神经科学家研究了神经系统的结构和功能，从细胞和分子生物学到神经系统疾病，例如阿尔茨海默氏症和脊髓损伤。尽管在与神经疾病和新的治疗策略有关的研究方面已取得进展，但在该领域仍存在一些挑战。为了促进神经科学的进步，纳米技术一直发挥着重要作用。

碳纳米管已经研究了25年以上，对纳米技术做出了重大贡献。诸如计算机和移动电话之类的绝大多数电子设备的组件中都包含碳纳米管。碳纳米管最流行的用途是结构增强，例如在自行车车架和网球拍中。

“我的研究重点已经变得非常广泛。作为一名物理学家，我曾运用背景科学的策略来研究生物系统。在我的第一次博士后研究中，我在奥卢大学前解剖学和细胞生物学系工作了两年。当我开始与Krisztian Kordas教授一起工作时，我有机会学习更多关于碳纳米管的知识，着迷于探索其在医学上的应用的想法，并开始申请该主题的资金。这是我的一个名为InjectGuide的项目的成果，该项目是由芬兰科学院资助的，”该项目的主要研究工作负责人Gabriela LoriteYrjänä说。

控制神经细胞如何生长的能力为神经科学的两个重要方面打开了新的视野。首先是创建新型微电子阵列，以研究细胞网络的电生理学。当前用于理解神经细胞如何通信的微电子阵列建立在2D模式下，而在人体中，它们在更为复杂的3D环境下生长。本文的结果表明，碳纳米管微柱可以用作创建3-D微电子阵列的模板。这项工作是由著名的Susanna Narkilahti和坦佩雷大学的博士后研究员LauraYlä-Outinen共同完成的，他们在电生理学测量和神经细胞方面具有专业知识。

这些发现的第二个潜在应用与治疗脊髓或周围神经损伤的新策略有关。这些类型的伤害中的挑战是在非常特定的方向上生长神经细胞。

“我们的结果提供了证据，通过将碳纳米管微柱排列成特定的间距，可以将神经细胞的生长定向为任何所需的几何形状。这项针对临床应用的研究的缺点是，碳纳米管附着在刚性表面上。接下来，我们的目标是将这种知识转移到复杂的3D结构中，这项工作是与坦佩雷大学的MinnaKellomäki教授一起完成的，他在组织工程水凝胶方面具有专业知识，因此在多学科研究方面的合作对于在应用科学方面取得了重要的进展”，讲师Gabriela LoriteYrjänä说。

除神经科学领域外，著名的Gabriela LoriteYrjänä和她的团队还寻求使用碳纳米管来修复软骨。