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碳納米管連接神經(jīng)元，修復(fù)受損脊髓！

摘要：科學(xué)家們已經(jīng)在用碳納米管控制神經(jīng)元生長并修復(fù)神經(jīng)細胞之間的電子連接了。并且他們已經(jīng)證明碳納米管能夠安全地用于神經(jīng)元修復(fù)，希望碳納米管也能恢復(fù)脊髓受損的人的神經(jīng)功能。這種結(jié)合碳納米管的修復(fù)神經(jīng)元方法帶來了意料之外的益處。

　　碳納米管具有一些優(yōu)異性質(zhì)，比如出色的導(dǎo)熱性、機械強度和導(dǎo)電性，可以用來制造最堅硬的人造纖維，和比硅芯片運行速度快兩倍的計算機芯片，也被用來制造世界上最黑的材料——Vantablack。

　　碳納米管因為管徑長、管壁薄，并具有導(dǎo)電性，被認為是制造神經(jīng)假體、恢復(fù)受損神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能和開發(fā)人機界面系統(tǒng)的理想材料。

　　“制造神經(jīng)界面的完美材料并不存在，但是我們經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)碳納米管在這方面具有很大潛力，”LauraBallerini作為意大利國際高級研究學(xué)院的研究人員說道。

　　“畢竟，為了治療脊髓損傷，納米材料現(xiàn)在是我們發(fā)展創(chuàng)新性治療方法的最大希望。”

　　所以我們?yōu)槭裁床婚_始利用它們呢？

　　過去人們擔(dān)心碳納米管對人體的安全性。碳納米管纖維狀的結(jié)構(gòu)讓人們把它和石棉聯(lián)系在一起，而石棉是一種能穿透由脂肪分子構(gòu)成的細胞膜的物質(zhì)。

　　在這項研究中，研究人員通過化學(xué)修飾碳納米管的表面制備出碳納米管墨水，以便人們操控。他們把墨水滴入一個平展的玻璃表面，加熱到350℃就能得到一層由純碳納米管組成的薄膜。

　　從實驗小鼠的海馬體中獲取研究需要的神經(jīng)元，并將這些細胞直接放在碳納米管薄膜上。經(jīng)過一段溫度維持在人體溫度的生長，這些細胞用來測試碳納米管界面的導(dǎo)電性和相容性。

　　Ballerini和她的團隊這次非常有信心，并且他們已經(jīng)證明了碳納米管能夠安全地用于修復(fù)神經(jīng)元。

　　“首先，我們已經(jīng)證實了碳納米管并不會和脂肪分子作用，特別是組成神經(jīng)元細胞膜的膽固醇分子。”Ballerini說道。就在研究人員認為碳納米管和神經(jīng)元細胞僅有這個特點時，他們還發(fā)現(xiàn)了神經(jīng)細胞能在碳納米管薄膜上比正常狀態(tài)更早地發(fā)育成熟。

　　“碳納米管能夠促進神經(jīng)元充分成長，并形成新突觸。碳納米管和神經(jīng)元之間的相互作用穩(wěn)定、高效，這是項非常重要的發(fā)現(xiàn)。”Ballerini說道。

　　現(xiàn)在處于研究初期，還有很多重要的問題需要解決。要準確理解碳納米管怎樣影響神經(jīng)通路的產(chǎn)生和結(jié)構(gòu)還需要進行大量的研究工作。“如果，僅僅是物理接觸（和碳納米管）就能形成很多突觸，這種材料從根本上來說是毫無用處的。”研究團隊的另一位成員MaurizioPrato說道。

　　盡管存在這個擔(dān)心，研究人員對碳納米管能夠安全用于制造神經(jīng)假體充滿希望，并信心滿滿地進行下一階段的研究——動物測試。

　　“我們正在證明碳納米管在和神經(jīng)組織的相互作用具有出色的持久性、適應(yīng)性和機械相容性，現(xiàn)在我們知道碳納米管和生物材料之間的相互作用也已經(jīng)足夠可以制造神經(jīng)假體。”“基于這項研究，我們已經(jīng)開始研究碳納米管在活體組織中的應(yīng)用，初步結(jié)果表明碳納米管很有希望能恢復(fù)受損神經(jīng)的功能。”這項研究工作已經(jīng)發(fā)表在Nanomedicine：Nanotechnology，BiologyandMedicine上。

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