研究人员使用石墨烯，电力来改变干细胞以进行神经再生

寻找方法来再生神经的研究人员可能很难获得其贸易的关键工具。

Schwann细胞就是一个例子。它们在轴突周围形成鞘神经携带电脉冲的细胞。它们促进了这些轴突的再生。它们分泌促进神经细胞健康的物质。

换句话说，它们对希望再生神经细胞的研究人员非常有用，特别是外周神经细胞，那些大脑和脊髓外的细胞。

但是Schwann细胞很难以有用的数字获得。

因此，研究人员一直在随时使用和非构思间充质干细胞（也称为骨髓基质干细胞，可以形成骨骼，软骨和脂肪细胞）并使用化学过程将它们转动，或者正如研究人员所说，将它们区分为雪旺细胞。但这是一个艰巨，逐步且昂贵的过程。

爱荷华州立大学的研究人员正在探索他们希望将这些干细胞转变为schwann样细胞的更好方法。他们开发了一种使用喷墨打印机打印多层的纳米技术石墨烯电路，还使用激光来处理和改善这些电路的表面结构和电导率。

事实证明间充质干细胞粘附并在处理过的电路的凸起，粗糙和3-D纳米结构上生长良好。在15天内添加少量电力 - 每天100毫伏每天10分钟 - 干细胞变成schwann样细胞。

研究人员的发现在《科学杂志》的前封面上显示先进的医疗保健材料。爱荷华州机械工程助理教授，美国能源部AMES实验室的合伙人乔纳森·克劳森（Jonathan Claussen）是首席作者。Suprem Das，机械工程博士后研究助理，AMES实验室的合伙人；第一作者是化学和生物工程学博士后研究助理Metin UZ。

该项目得到了Roy J. Carver慈善信托基金会的资金，美国陆军医学研究和物料司令部，爱荷华州工程学院，机械工程系和Carol Vohs Johnson Chohs Johnbob88体育平台登录son化学与生物工程主席，由Surya Mallapragada持有，安森·马斯顿（Anson Marston）是工程学的杰出教授，艾姆斯实验室（Ames Laboratory）的合伙人和纸质合着者。

乌兹说：“这项技术可能会导致更好的方法来区分干细胞。”“这里有巨大的潜力。”

根据研究论文，电刺激非常有效，将85％的干细胞区分为雪旺式细胞，而标准化学过程则为75％。电分化的细胞还产生了每毫升神经生长因子的80纳米图，而化学处理的细胞每毫升55纳米图。

研究人员报告说，结果可能会导致身体内部治疗神经损伤的变化。

“这些结果有助于为体内外周铺平道路神经再生在柔性石墨烯电极可以符合损伤部位并为神经细胞再生提供密切的电刺激的地方，”研究人员在其发现的摘要中写道。

本文报告了使用电刺激将干细胞分化为雪旺型细胞的几个优势：

• 取消化学处理的艰巨步骤
• 通过消除对昂贵的神经生长因素的需求来降低成本
• 通过精确的电刺激有可能增加对干细胞分化的控制
• 并为神经损伤维修创建低维护，人工框架。

使其全部工作的关键是Claussen研究实验室中开发的石墨烯喷墨印刷过程。该过程具有石墨烯的奇迹材料特性的优势 - 它是电力和热量的出色导体，强大，稳定和生物相容性 - 生产低成本，灵活甚至可穿戴的电子产品。

但是存在一个问题：一旦打印了石墨烯电子电路，就必须对其进行处理以提高电导率。这通常意味着高温或化学物质。要么可能会损坏柔性印刷表面，包括塑料膜或纸。

克劳森（Claussen）和他的研究小组通过开发计算机控制的激光技术解决了该问题，从而有选择地辐射喷墨印刷的石墨烯氧化石墨烯。该处理可去除墨水粘合剂并将氧化石墨烯降低为石墨烯 - 物理缝合数百万个小石墨烯薄片。该过程使电导率提高了一千倍以上。

克劳森（Claussen）的纳米工程师集团的合作开发了印刷石墨烯技术，而马拉普拉加达（Mallapragada）从事神经再生的化学工程师小组始于校园的一些非正式对话。

这导致了在印刷石墨烯上生长干细胞，然后进行电刺激实验的实验尝试。

“我们知道这将是一个非常好的平台电刺激，“达斯说。”但是我们不知道它会区分这些细胞。”

但是，现在已经有了它，研究人员说，有新的可能性可以考虑。例如，该技术有一天可以用来创建可溶解或可吸收的神经再生材料，这些材料可以通过手术放置在一个人的身体中，并且不需要第二次手术才能去除。

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