马普高分子所Koynov/科隆大学Vogt《Adv. Mater.》：碳纳米管-水凝胶复合材料促进神经细胞分化并维持神经网络稳态

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近日，马克斯普朗克高分子研究所Kaloian Koynov课题组与科隆大学Johannes Vogt教授课题合作，提出了一种基于碳纳米管-离子液体凝胶，即“巴基胶（Bucky Gel）”，制备碳纳米管-水凝胶复合材料的策略，并研究了复合材料对神经细胞分化以及神经网络活动的影响。

该工作提供了以离子液体作为媒介制备纳米复合水凝胶的思路，即通过机械碾磨制备碳纳米管-离子液体凝胶，再加入齐聚物进行原位聚合形成纳米复合物，最后进行溶剂替换获得碳纳米管-水凝胶复合材料。相比基于水溶液的传统方法，该方法无需对碳纳米管进行表面化学修饰，最大程度上避免了对碳纳米管电化学特性的破坏。

图1. 碳纳米管-水凝胶复合材料制备示意图, ©Copyright 2021, The Authors.

该工作中采用经典模型细胞系大鼠嗜铬细胞瘤细胞、成年小鼠神经干细胞以及海马体初代神经元对神经细胞在复合材料上的生长、分化及网络活动进行了深入研究。结果表明复合材料有助于神经细胞的长期存活与分化，促进干细胞分化的神经元之间形成更好的突触连接。与此同时，复合材料上培养的海马体神经元形成的具有功能性突触连接网络的活性与标准条件下培养的对照试验组相当。这些结果说明，复合材料可以促进神经细胞分化并维持神经网络稳态特性，因此有望应用于神经损伤修复。

相关成果以“Carbon Nanotube-Hydrogel Composites Facilitate Neuronal Differentiation While Maintaining Homeostasis of Network Activity”为题发表于《Advanced Materials》期刊上，马普高分子所叶丽军博士、科隆大学姬海超博士为共同第一作者。该工作得到德国研究基金会和德国卓越战略计划的支持。

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202102981

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