來自愛荷華州立大學的科學家們展示了如何通過噴墨印刷的石墨烯電極應用電刺激可以誘導間充質干細胞（MSC）分化成施萬細胞（SC）樣表型的研究文章，試驗中使用的這種基于石墨烯的超薄柔性電極可植入神經界面材料并潛在地作用于外周神經再生。

    近日，《先進醫療納米材料》（Advanced Healthcare Materials）封面文章發表了來自愛荷華州立大學的科學家們利用噴墨打印機的納米技術生成多層石墨烯電路，并用于為神經細胞再生提供了直接的電刺激促進其再生的相關研究成果。該論文題為“Stem Cell Differentiation: Electrical Differentiation of Mesenchymal Stem Cells into Schwann-Cell-Like Phenotypes Using Inkjet-Printed Graphene Circuits”。

    來自愛荷華州立大學的科學家們已經開發出了一種利用噴墨打印機的納米技術，這種技術可以生成多層石墨烯電路。在激光處理過程中，為了提高表面結構和電路的導電性，我們需要遵循這一技術。這種技術的最終結果有望將間質干細胞（形成骨、軟骨和脂肪細胞）轉化為施旺細胞，這種細胞在促進神經細胞的康復中起著多種作用。

    這種技術處理的電路包含了凸起的、粗糙的三維納米結構，間質干細胞黏附在這種納米結構上生長。其中的石墨烯成分具有極其優良的導電性和導熱性，同時也具有優異的耐久性和生物相容性。激光處理過程中，研究人員通過選擇性照射根除了一些微小粘合劑，產生的數以百萬計的細小的石墨烯片顯著提高材料的導電性。

    與化學過程每毫升生成55毫微克神經生長因子相比，這些電分化的細胞每毫升可以產生80毫微克。總體而言，與化學過程75%的轉化率相比，85%的干細胞轉化成施旺細胞這一轉化率證明電刺激是非常有效的。

    愛荷華州立大學的研究人員，從左到右分別是Metin Uz，Suprem Das，Surya Mallapragada和Jonathan Claussen。他們正在開發促進神經再生的技術， 監測器顯示沿著石墨烯電路（黑色）排列的間充質干細胞（白色）。

    在一份聲明中，共同第一作者、愛荷華州的生物化學工程博士后研究員Metin Uz說，“這項技術可能會獲得一個更好的方法來分化干細胞。” 施旺細胞在神經細胞的尾狀部分周圍形成鞘，可以產生電脈沖，促進軸突再生。這些細胞對神經細胞的再生很有用，但很難獲得，這就迫使研究人員依靠昂貴的、困難的實驗來改造它們。這種技術潛在的好處是，可以降低這些干細胞分化為施旺細胞的成本和時間。然而，改進這種方法可能會影響體內受損神經的修復方式。

    根據該團隊的研究結果，可以得出結論：“靈活的石墨烯電極可以適應損傷部位，并為神經細胞再生提供了直接的電刺激，這些結果為體內神經再生鋪平了道路。”相關論文全文發表在 Adv. Healthcare Mater. 7/2017（DOI: 10.1002/adhm.201770032）上。

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責任編輯：龐雪潔

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