蘇州納米所“量身定制”三維石墨烯神經(jīng)支架

　　將二維單原子層石墨烯組裝成三維宏觀結(jié)構(gòu)是石墨烯走向?qū)嶋H應(yīng)用的途徑之一。三維石墨烯的特性與其結(jié)構(gòu)和尺寸緊密聯(lián)系，控制制備三維石墨烯的結(jié)構(gòu)和尺寸，不僅能夠有效調(diào)控其性質(zhì)，以滿足不同應(yīng)用需求，而且為更好地理解石墨烯在不同領(lǐng)域的作用機(jī)理提供了機(jī)會。

　　中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所納米-生物界面重點實驗室程國勝團(tuán)隊在率先研制三維石墨烯神經(jīng)支架基礎(chǔ)上(Scientific Reports, 2013, 3, 1604)，對三維石墨烯的細(xì)胞效應(yīng)進(jìn)行了較為深入研究。研究發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞可以在三維石墨烯上很好地生長，并且在用脂多糖(LPS)誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞過度激活的神經(jīng)炎癥模型下，三維石墨烯能夠限制小膠質(zhì)細(xì)胞的變形，同時抑制炎癥因子相關(guān)的蛋白酶表達(dá)，從而抑制炎癥因子的產(chǎn)生(Biomaterials, 2014, 35, 6930；Biomaterials, 2013，34, 6402)。進(jìn)一步收集小膠質(zhì)細(xì)胞在不同材料上培養(yǎng)的培養(yǎng)基，即形成條件培養(yǎng)基，發(fā)現(xiàn)在三維石墨烯條件下的培養(yǎng)基對神經(jīng)干細(xì)胞遷移行為有顯著增強(qiáng)影效應(yīng)，探索導(dǎo)致神經(jīng)干細(xì)胞遷移能力變化的信號通路和分子機(jī)制。

　　最近，該團(tuán)隊成員成功實現(xiàn)了三維石墨烯支架的可控制備，為神經(jīng)干細(xì)胞“量身定制”了一套合適的支架材料，使其更接近體內(nèi)的微環(huán)境?！断冗M(jìn)功能材料》以內(nèi)封面形式報道了該團(tuán)隊的最新進(jìn)展。該團(tuán)隊利用微納加工的可控性，采用光刻、電鍍、退火、化學(xué)氣相沉積等過程獲得了形狀和尺寸均一的三維石墨烯。該三維可控石墨烯的骨架和孔隙尺寸能夠在10μm至50μm之間可調(diào)，骨架之間堆疊可以設(shè)計為45°和90°。采用這種方法設(shè)計的三維石墨烯不僅為三維石墨烯神經(jīng)支架的按需設(shè)計提供了契機(jī)，而且在柔性電極和超級電容器等方面展現(xiàn)出了重要的潛在應(yīng)用。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在同期Adv.  Funct. Mater. (2015, 25, 6165)。

　　該研究得到了科技部“973”項目、國家自然科學(xué)基金委國際合作項目資助。并得到蘇州納米所測試和加工平臺的技術(shù)支持。

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《先進(jìn)功能材料》雜志內(nèi)封面介紹文字及配圖