(纳闻记者钱明宇编译综合报导)
研究人员创造了一种使用纳米磁铁修复受损神经细胞(神经元)的新技术。
神经元是大脑和神经系统的基本单位。 如果它们因退行性疾病或身体创伤而受损,它们修复和治愈的能力就会受到限制。
恢复神经通路并使其恢复功能是组织工程领域的主要挑战。
根据该大学的一份声明,以色列研究人员在巴伊兰大学科夫金工程学院开发的一种使用纳米技术和磁操作的工艺克服了这一挑战。
他们最近在 Advanced Functional Materials 杂志上发表了他们的研究。
创造“迷你大脑”
为了创建一个 3D 迷你神经网络,研究人员将磁性氧化铁纳米粒子注入神经祖细胞,这些细胞已知会发育成神经元。
这将细胞变成了独立的磁性单元。
然后,他们将祖细胞暴露在预先调整的磁场中,远程引导细胞在 3D 和多层胶原基质中的运动。 胶原基质模仿身体组织的特征。
根据声明,这些磁性操作使研究人员能够创建 3D“迷你大脑”,这是“模仿哺乳动物大脑中发现的元素的功能性和多层神经网络”。
当胶原蛋白溶液凝固成凝胶时,细胞会根据所施加的磁场留在原地。
这些细胞在几天内成熟为神经元,形成延伸和连接。 这些细胞还表现出电活动,并能存活超过 3 周。
根据声明,博士生 Reut Plen 说:“这种方法为创建定制规模的 3D 细胞结构铺平了道路,可用于生物工程、治疗和研究应用,包括体内和体外。”
研究人员创建的 3D 神经网络模拟了人类大脑组织的特性,因此它们可以用作实验性“迷你大脑”,Plen 说。
她说,这些 3D 网络可以作为研究药物、研究组织间通信的模型,以及作为工程和生物组件之间的接口构建人工网络的一种方式。
“使用这种方法的优势在于磁场可以以非侵入性方式影响位于体内深处的细胞,”Plen 说。
安全
该大学在声明中承认,将磁性颗粒插入细胞,尤其是神经细胞,会引发安全问题。
因此研究人员表示,他们测试了不同的颗粒如何影响培养细胞的健康。
他们还使用一种蛋白质来包裹磁性颗粒,在细胞和磁性元件之间形成缓冲层。 这促使纳米粒子渗透到细胞中。
巴伊兰大学工程学院教授、神经工程与再生研究所所长、主要作者 Orit Shefi 说,铁——纳米粒子的组成部分——天然存在于体内,因此它不是外来物质实验室。
此外,“我们的实验室已经对含有磁性颗粒的相同凝胶进行了测试,发现在动物模型中使用是安全的,”她说。
声明称,美国食品和药物管理局“已经批准将磁性纳米粒子用于诊断和成像目的以及严重伤害的情况”。
研究人员表示,这种创造“迷你大脑”的新技术可能会为各种神经损伤提供解决方案。

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