中科院成功研发出石墨烯三维神经支架材料

近日，中科院苏州纳米所程国胜团队与中科院遗传与发育研究所戴建武团队合作，成功开发出新型石墨烯三维神经支架材料，并系统研究了石墨烯支架与神经干细胞的相互作用。相关研究日前发表于《自然》子刊《科学报告》。

据介绍，石墨烯为单层或少层碳原子组成的低维碳纳米材料，具有优异的理化性质，自2004年被发现以来，已迅速成为材料科学与凝聚态物理等领域的研究对象。同时，石墨烯能够表现出良好的生物相容性，已被用于细胞成像、药物输运、干细胞工程及肿瘤治疗等领域。

此前，程国胜团队已系统研究了二维石墨烯薄膜对海马神经元细胞发育的影响，发现石墨烯不仅对神经细胞具有良好的生物相容性，且对神经突起发生和生长具有显著促进作用。团队还同时开展了对石墨烯表面生物活性分子的功能化修饰，并定量解析了活性分子的吸附对石墨烯片层相互作用的影响。

随后，研究团队在中科院沈阳金属所成会明课题组报道的三维多孔状碳材料研究工作基础上，进一步开发出用作神经干细胞支架的新型石墨烯泡沫材料。

研究表明，三维石墨烯支架不仅能促进神经干细胞的增殖，还能够在一定程度上诱导神经干细胞定向分化为功能神经元。科研人员进一步利用石墨烯碳材料良好的导电特性，对神经干细胞进行原位电刺激和诱导分化，成功获得了可逆特性的钙离子振荡响应。

专家表示，鉴于三维石墨烯结构的优异特性，其有望被应用在神经组织工程及神经干细胞移植治疗等领域。

目前，该团队正在体外与体内两个层次上，进一步开展三维石墨烯支架上神经元突触形成、神经信号传递、受损神经细胞修复等研究。

该研究得到了科技部“973”项目、中科院干细胞与再生医学先导专项、国家自然科学基金委国际合作项目资助。