3D-каркас из нанотрубок помогает соединить нейроны в спинном мозге

3d-printerНовое исследование показало, что ткани спинного мозга, которые находятся на расстоянии от 1 до 2 мм друг от друга, можно восстановить с помощью промежуточной 3D-матрицы из углеродных нанотрубок.

«Углеродные нанотрубки являются подходящим материалом для строительных каркасов, потому что они оказывают чрезвычайно благоприятное воздействие на рост нейронов, улучшая их способность восстанавливать связь. Углеродные нанотрубки стимулируют электрическое соединение и электрическую активность нейронов», сказала автор исследования Laura Ballerini из Международной школы передовых исследований в Триесте, Италия.

Ранее исследователи выяснили, что 2D-поверхности из углеродных нанотрубок способны поддерживать рост нейронов и формирование синапсов. Однако для того, чтобы этот материал работал в организме, он должен быть в виде 3D-структуры.

Соавтор исследования Maurizio De Crescenzi, физик из Римского университета Тор Вергата, создал именно такую 3D-сетку из ​​нанотрубок.

Ballerini и ее коллеги проверили способность 3D-сетки стимулировать соединение нейронов между двумя разделенными участками ткани спинного мозга.

«При размещении на расстоянии более 300 микрометров друг от друга, такие эксплантаты редко могут соединиться самостоятельно», объяснила Ballerini.

Результаты исследования показали, что только 30% пар эксплантатов спинного мозга смогли восстановить электрическое соединение. Однако когда ученые использовали каркас из углеродных нанотрубок, помещенный между двумя эксплантатами, то более 90% пар смогли снова соединиться.

«Без строительного каркаса нейроны, выходящие из эксплантатов, образовывали толстые пучки, а с каркасом они росли более случайным образом, создавая сеть нанотрубок. 3D-сетка увеличивает вероятность того, что нейроны смогут найти пару», сказала Ballerini.

Исследователи отметили, что 3D-каркас изготовлен ​​из биосовместимого, но непроводящего, полимера.

Ballerini и ее коллеги проверили материал на живых крысах. Они имплантировали 3D-каркас в кору головного мозга у взрослых крыс. Результаты эксперимента показали, что через 4 недели нейроны и микроглии вросли в этот каркас, а воспаление ткани было минимальным.