美国史蒂文斯理工学院Hongjun Wang课题组--还原氧化石墨烯包裹微纤维可形成可控神经元样网络

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支架引导下神经元样网络的形成，特别是在电刺激下，是损伤神经系统功能恢复的一个很有吸引力的途径。在此，基于近场静电打印(NFEP)和氧化石墨烯(GO)涂层打印的超细纤维，可制备3D导电支架。通过NFEP对聚(l-乳酸-共己内酯)(PLCL)的纤维叠加角度(45°，60°，75°，90°)、纤维直径(15 ~ 148 um)和纤维空间组织(蛛网和管状结构)进行调制，可以得到不同的微纤维图案。通过逐层（L-b-L）组装技术将GO涂覆到PLCL超细纤维上，并原位还原成还原GO (rGO)后，所获得的导电支架具有25-50层的rGO，具有良好的导电性(≈0.95 S cm⁻¹)，并能在电刺激(100 - 150mv cm⁻¹)下沿导电微纤维诱导神经元样网络形成。电场（0-150 mV cm^-1）和超细纤维直径（17-150 µm）都会影响神经突生长（PC-12细胞和原代小鼠海马神经元）以及定向神经元样网络的形成。随着对神经细胞的这种指导的进一步证明，这些导电支架可能在神经再生和神经工程中得到广泛的应用。

Scheme 1. 在电刺激下以导电超细纤维图案为指导，形成神经样网络的关键过程图。

Figure 1. 3D导电微纤维图样的制备与表征。

Figure 2. 电刺激下PC-12细胞在导电微纤维上长出神经突。

Figure 3. 经电刺激培养14天后，在这些rGO包裹的微纤维上具有各种直径的微纤维和PC-12细胞的神经突向外生长的特征。

Figure 4. 电刺激培养14天后，PC-12细胞在rGO包覆的微纤维上，以45~90°不同叠加角度呈现出的微纤维形态和神经突生长特征。

Figure 5. 电刺激培养14天后，PC-12细胞在还原核包覆复合微纤维上的神经突生长特征。

相关研究成果于2020年美国史蒂文斯理工学院Hongjun Wang课题组，发表在Adv. Mater. (DOI: 10.1002/adma.202004555)上。原文：Reduced Graphene Oxide-Encapsulated Microfiber Patterns Enable Controllable Formation of Neuronal-Like Networks。

摘自《石墨烯杂志》公众号：



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