近日,科学家发明了一种多功能橡胶纤维,可用于研究脊神经,甚至修复其功能。 可植入纤维在脑科学研究中非常火热,科学家可以利用植入纤维来刺激大脑特定部位,并记录其电活动。尽管脊神经的研究非常重要,可用于脊椎损伤修复,但是由于技术有限,目前脊神经的研究还相对落后。其主要障碍就是,脊椎会随着身体的运动弯曲和延伸,但是目前的可植入纤维多是相对坚硬和脆的,它们非常容易损伤脊椎中的组织和细胞。 近日,MIT科学家发明了一种类橡胶的纤维,他可弯曲可延伸,可导电可导光,可刺激可记录。这一发表在《Science Advances 》(科学前沿)上。 “我们希望能发明一种多功能的人机接口,它可以和人体组织很好地相容,又可以用于刺激和记录神经电活动。“ 研究人员表示,该发明是为了更好地研究脊神经的功能,脊椎不只是会弯曲,也会在运动的过程中拉伸,所以,寻找某种类橡胶的弹性纤维,似乎成了理所当然的方向。然而,类橡胶化合物很多都不适合做成纤维,它们很容易融合成一束很粗的线,而不是一根根像头发丝细的纤维。 “在一般的活动中,脊椎大概只会拉长12%。”MIT材料与工程系教授Polina Anikeeva风趣地说到,“不需要做‘下犬式(一种拉伸的瑜伽姿势)’那么大幅度的延伸。”所以,寻找一种可以和脊椎有类似的延展性和弹性的材料成了这项研究的重点。 “我们的最终目标是找到能模拟脊髓的材料。”她补充说,“橡胶有类似的弹性,但是用橡胶做纤维很难,它们太容易融合在一起了。我们希望这个材料将来能用于脊髓损伤的治疗,所以目前的第一步,还是要找到一个合适的材料,能够有脊髓的特性,而不对身体产生损伤。” 此研究团队,先制造了一种可以传导光的透明橡胶,它是被嵌在一个多聚体保护层内拉成丝的,这样形成的纤维有一定的弹性和延展性。当橡胶纤维成型后,再把多聚体保护层溶解掉。然后,在透明橡胶表面,镀上了一层网状的导电纳米银线。整套加工过程完成后,得到的就是一根透明的,可导电导光,可拉伸的纤维。 “说实在的,这就是一根橡胶,但是它能导电导光。”Anikkeeva说到,这条纤维至少可以被拉伸20%到30%而不改变它的特性。当然,这个纤维还很有弹性,你甚至可以用它来缝合,但它也能够传递光信号。 “我们是第一个发明这样一个弹性纤维的团队,它可以在移动的小鼠脊髓中刺激和记录光电信号。希望我们的工作可给神经科学研究提供一种新思路。”研究人员表示。研究脊髓的科学家一般都选择使用比较大的动物来进行研究,因为越粗的神经纤维,越不容易被脆硬的纤维伤到。 尽管小鼠有更多的基因品系能够用于研究,但是之前因为没有合适的方法去刺激小鼠的脊神经,它们很少被用于此类研究。 脊髓中有很多不同类型的细胞,脊髓损伤后这些细胞怎么恢复还不明了,或者根本不恢复。科学家们希望,这个弹性纤维将来可以被用于脊髓损伤的修复。 (责任编辑:泉水) |