用于神经刺激与再生的光声丝素支架
神经元与认知
2021-06-29 v1 组织与器官
摘要
使用生物相容性支架的神经接口为神经损伤与神经退行性疾病的功能性修复提供了关键特性，包括细胞黏附、结构支撑与物质传输。神经刺激亦被发现可有效促进神经再生。本工作提供一种将光声（PA）神经刺激整合入水凝胶支架的新策略，采用纳米复合水凝胶方法。具体而言，将聚乙二醇（PEG）功能化的碳纳米管（CNT，高效光声剂）嵌入丝素蛋白以形成生物相容且柔软的光声材料。我们表明这些光声功能支架能够以由光照明区域界定的空间精度实现神经元非遗传性激活，促进神经元再生。这些 CNT/丝素支架提供了可靠且可重复的光声神经刺激。在光照明区域，94% 受光声刺激的神经元在钙成像中呈现大于 10% 的荧光变化。与未刺激组相比，在背根神经节模型中，按需光声刺激使神经突生长增加了 1.74 倍。我们还确认光声神经刺激通过影响脑源性神经营养因子（BDNF）通路促进神经突生长。作为多功能神经支架，CNT/丝素支架展示了非遗传性 PA 神经刺激功能并促进神经突生长，为非药物性神经再生提供了新方法。
引用
@article{arxiv.2106.14362,
title = {Photoacoustic Silk Scaffolds for Neural stimulation and Regeneration},
author = {Nan Zheng and Vincent Fitzpatrick and Ran Cheng and Linli Shi and David L. Kaplan and Chen Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.14362},
year = {2021}
}