Carbon nanotubes open new horizons for neuroscience regulating neuronal growth

Углеродные нанотрубки открывают новые горизонты

Исследователи из Исследовательского отдела микроэлектроники (MIC) Олу в сотрудничестве с Университетом Тампы доказали, что углеродные нанотрубки могут использоваться для контроля направления роста нейронов.

Углеродные нанотрубки обладают более сильными и исключительными проводящими свойствами по сравнению с цилиндрами, намного меньшими, чем у стали. Создавая колонки с подходящим уровнем углеродных нанотрубок, исследователи могут контролировать нейроны по мере их роста, что приводит к сложной и направленной сети нейронов.

Исследование под названием «Углеродные нанотрубчатые микропиллары» обнаружило целенаправленное увеличение числа сложных сетей нервных стволовых клеток человека.

Несмотря на успехи в изучении неврологических проблем и новых стратегий лечения, в этой области все еще остается много проблем. Для ускорения развития нейробиологии нанотехнологии играют важную роль.

Углеродные нанотрубки были изучены в течение более 25 лет для значительного вклада в нанотехнологии. Большое количество электронных устройств, таких как компьютеры и мобильные телефоны, включают углеродные нанотрубки в свои компоненты.

Рамы для велосипедов и теннисные стойки описаны как наиболее распространенные виды использования углеродных нанотрубок в качестве структурного усиления.

«Основное внимание в моих исследованиях было уделено нескольким дисциплинам. Как физик на заднем плане, я применял методы материаловедения для изучения биологических методов.

Во время ее первых постдокторских исследований она работала в течение двух лет на бывшем факультете анатомии и клеточной биологии в университете Оулу. Когда я начал работать с профессором Кристианом Кордасом, у меня была возможность узнать больше об углеродных нанотрубках.

Я был очарован идеей исследовать его свойства для медицинских применений и начал просить деньги в этом отношении. Этот документ является результатом проекта InjectGuid, финансируемого Академией Финляндии, говорит Габриэла Лоретт Ярзана, старший научный сотрудник исследования.

Способность контролировать неврологический рост открывает новые горизонты в двух важных аспектах нейробиологии. Первый заключается в создании нового вида микроэлектронного массива для изучения электрофизиологии сотовой сети.

Современные массивы микроэлектроники используются для понимания того, как нейроны взаимодействуют в двух измерениях, тогда как в организме человека они растут в более сложной трехмерной среде.

Результаты этой статьи доказывают, что углеродные нанотрубки могут использоваться в качестве шаблонов для построения трехмерной микроэлектронной матрицы.

Работа была выполнена в сотрудничестве с доктором Сусаной Нархелти и постдокторским исследователем Лорой Яла Оттен из Университета Тампы, которые имеют опыт в электрофизиологии и измерении нейронов.

Второе потенциальное применение этих стратегий для лечения SCI или периферических нервов связано с новыми стратегиями. Проблема этого типа травмы – рост нейронов в очень специфических направлениях.

«Наши результаты свидетельствуют о том, что благодаря расположению микрополосков с углеродными нанотрубками на фиксированных расстояниях рост нейронов может проводиться в любой желаемой геометрии.

Сложность этого исследования для клинического применения состоит в том, что углеродные нанотрубки прикреплены к твердой поверхности. Далее мы стремимся перенести эти знания в сложную трехмерную структуру.

Работа выполнена с Миной Келомаки, профессором Университета Тампы, который имеет опыт работы с гидрогелем в Тампе.

Сотрудничество с междисциплинарными исследованиями имеет решающее значение для достижения соответствующих достижений в прикладной науке, говорит Габриэлла Лорет Ярзана.

Вне области нейробиологии Габриэла Лоретт Ярзана и ее команда пытаются использовать углеродные нанотрубки для ремонта картриджей.

Большая часть текущих исследований графена направлена ​​на разработку наноматериалов.

Но исследователи говорят, что от расширяемой электроники до роботов, которые не видны невооруженным глазом, необходимо понимать механику графена, особенно то, как сгибать и скручивать, чтобы раскрыть их потенциал.

«Гибкость является одним из важнейших механических свойств гибкости», – сказал Эдмунд Хан, аспирант по физике и технике и соавтор исследования.

«Хотя мы изучали графен более двух десятилетий, мы не решили эту самую основную функцию. Причина в том, что разные исследовательские группы придумали разные ответы на разных уровнях».

Команда обнаружила, почему предыдущие исследования провалились. «Они либо крутятся, либо крутятся», – говорит Чжун Ю, аспирант по машиностроению и соавтор исследования, – «но мы обнаруживаем, что эти два случая по-разному относятся к графену».

Когда вы согнете несколько многослойных графенов, это будет похоже на сплошную тарелку или кусок дерева. Когда они слишком сильно изгибаются, они действуют как листья, где атомные слои могут проходить друг с другом. ”

«Самое смешное в этой работе – то, что она показывает, что все не согласны, но на самом деле они были правы», – сказал Арнд ван дер Зенди, профессор и соавтор отдела науки и машиностроения.

Leave a Comment