神经元在受到退行性疾病或创伤损伤后，几乎没有自我修复的能力。因此，恢复神经网络及其正常功能是组织工程领域的一大挑战。以色列Baylan大学工程学院的研究团队通过使用纳米技术和磁操纵克服了这一挑战，创造出了可以修复受损神经细胞的纳米磁体。这是创建神经网络最具创新性的方法之一。这项研究发表在最近一期的《先进功能材料》上。
为了建立神经网络，研究人员将磁性氧化铁纳米颗粒注射到神经祖细胞中，从而将细胞转化为独立的磁性单元。然后，他们将能够发育成神经元的祖细胞暴露在一些预先调整的磁场中，并远程引导它们在模拟人体组织自然特征的三维多层胶原蛋白基质中移动。通过这些磁操纵，他们创造了一个三维的“迷你大脑”，这是一个模仿哺乳动物大脑组件和功能的多层神经网络。
胶原蛋白溶液凝固成凝胶后，细胞根据远程施加的磁场保持在原位。几天内，细胞发育成成熟的神经元，形成延伸和连接，显示电活动，并在胶原凝胶中生长至少21天。
研究人员表示，这种方法模拟了人脑组织的固有属性，为定制创建3D细胞结构铺平了道路，可用于生物工程、治疗和体内体外研究。
此外，含有细胞的凝胶以液体形式注入神经系统，细胞可以在磁力的帮助下组织成正确的结构。它的优点是磁场可以以非侵入的方式影响位于身体深处的细胞。
研究人员在实验室测试了与磁性粒子相同的凝胶，发现它可以安全地用于动物模型。研究人员表示，这种创造“迷你大脑”的新方法为寻找各种神经损伤的解决方案打开了大门，有望提高患者的生活质量。
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