石墨烯-碳纳米管复合支架可以模拟脑神经网络

阿尔茨海默病、帕金森病、脑胶质瘤...在当今先进的科学技术中，人类对脑部疾病仍然无能为力。最近，一个由中国、意大利和美国学者组成的研究团队新开发了一种三维石墨烯-碳纳米管复合网络支架。这种生物支架能很好地模拟脑神经网络的结构。将来，它将被用于药物筛选或植入大脑以帮助治疗脑部疾病。

碳神经支架是我国首次提出和制备的。科学家利用石墨烯模拟大脑内部全方位延伸的三维框架，将体内正常神经干细胞移植到小碳纳米管中，增殖并定向分化神经元细胞，从而构建一个“互联”的人工神经网络。研究人员发现，与在二维培养皿中观察和培养神经细胞相比，三维支架更接近实际的大脑环境。与现有的胶原支架和水凝胶支架相比，碳神经支架在导电性方面具有最大优势，可以通过电刺激实现神经干细胞的定向分化，分化效率可以提高20%左右。

在这项研究中，科学家在已建立的大脑皮层模型中“植入”神经胶质瘤细胞，并结合先进的成像和分析技术，他们可以清楚地看到肿瘤细胞的发育过程。此外，他们还建立了一个药物模型来观察不同抗癌药物对肿瘤的抑制作用。

“这种支架需要1-2年才能在体内降解和代谢，将来可能移植到大脑中用于治疗阿尔茨海默病、帕金森病等疾病。“中国科学院纳米生物界面重点实验室研究员程国胜表示，医学界提出了移植神经干细胞治疗各种神经退行性疾病的想法。三维碳神经支架将是一个很好的载体，可以帮助医生准确地将神经干细胞放置在病变部位，并帮助它们增殖和分化，从而实现干细胞替代治疗的目的。相关研究成果已在国际权威刊物《高级材料》上发表。