科学家研发出新型三维碳神经支架

新华社南京2月26日电(记者王珏岳)记者从中国科学院苏州纳米技术研究所获悉，由中国、意大利和美国学者组成的国际研究团队近日研制出一种三维石墨烯-碳纳米管复合网络支架。这种生物支架能很好地模拟大脑皮层的结构。将来，研究人员不仅可以借助该支架清晰直观地看到脑部疾病的发展过程，还希望将其植入大脑，用于治疗各种神经退行性疾病，如阿尔茨海默病。

碳神经支架是基于石墨烯、碳纳米管等新型超细碳材料的生物支架。通过模拟体内复杂的微环境，构建神经干细胞和原代神经元的生长环境。研究人员发现，与在二维培养皿中观察培养神经细胞相比，三维支架更接近实际脑环境，神经干细胞的增殖和定向分化效率大大提高。

在这项研究中，合作小组的成员使用石墨烯来模拟大脑内部向各个方向延伸的三维框架，使用更小的碳纳米管来模拟神经元细胞，从而成功构建了一个“互联”的三维复合碳神经支架。用这种支架培养初级皮层神经元可以更好地模拟大脑皮层的复杂性。研究人员将胶质瘤细胞“植入”已建立的大脑皮层模型，并结合先进的成像和分析技术，以清晰地看到肿瘤细胞的发育过程。此外，研究人员还建立了药物治疗模型，利用三维支架观察不同抗癌药物对肿瘤的实际抑制作用。

“这种新型支架不仅可以用于药物筛选，还可以在将来移植到人体内，用于治疗阿尔茨海默病和帕金森综合症等疾病。”中国科学院纳米生物界面重点实验室研究员程国胜参与了这项研究，他说医学界已经提出了移植神经干细胞用于治疗各种神经退行性疾病的想法。三维碳神经支架将是一种很好的载体，可以帮助医生将神经干细胞准确的放置在病变部位，并帮助其增殖和分化，从而达到治疗的目的。

相关研究成果最近发表在国际权威刊物《材料科学领域的先进材料》上。