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美國史蒂文斯理工學院Hongjun Wang課題組--還原氧化石墨烯包裹微纖維可形成可控神經元樣網絡

支架引導下神經元樣網絡的形成，特別是在電刺激下，是損傷神經系統功能恢復的一個很有吸引力的途徑。在此，基于近場靜電打印(NFEP)和氧化石墨烯(GO)涂層打印的超細纖維，可制備3D導電支架。通過NFEP對聚(l-乳酸-共己內酯)(PLCL)的纖維疊加角度(45°，60°，75°，90°)、纖維直徑(15 ~ 148 um)和纖維空間組織(蛛網和管狀結構)進行調制，可以得到不同的微纖維圖案。通過逐層（L-b-L）組裝技術將GO涂覆到PLCL超細纖維上，并原位還原成還原GO (rGO)后，所獲得的導電支架具有25-50層的rGO，具有良好的導電性(≈0.95 S cm⁻¹)，并能在電刺激(100 - 150mv cm⁻¹)下沿導電微纖維誘導神經元樣網絡形成。電場（0-150 mV cm^-1）和超細纖維直徑（17-150 µm）都會影響神經突生長（PC-12細胞和原代小鼠海馬神經元）以及定向神經元樣網絡的形成。隨著對神經細胞的這種指導的進一步證明，這些導電支架可能在神經再生和神經工程中得到廣泛的應用。

Scheme 1. 在電刺激下以導電超細纖維圖案為指導，形成神經樣網絡的關鍵過程圖。

Figure 1. 3D導電微纖維圖樣的制備與表征。

Figure 2. 電刺激下PC-12細胞在導電微纖維上長出神經突。

Figure 3. 經電刺激培養14天后，在這些rGO包裹的微纖維上具有各種直徑的微纖維和PC-12細胞的神經突向外生長的特征。

Figure 4. 電刺激培養14天后，PC-12細胞在rGO包覆的微纖維上，以45~90°不同疊加角度呈現出的微纖維形態和神經突生長特征。

Figure 5. 電刺激培養14天后，PC-12細胞在還原核包覆復合微纖維上的神經突生長特征。

相關研究成果于2020年美國史蒂文斯理工學院Hongjun Wang課題組，發表在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《石墨烯雜志》公眾號：



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