中大新闻网讯（通讯员彭飞）神经创伤、神经系统疾病通常会导致不可逆的神经元损伤，威胁患者的健康和生命。而神经干细胞具有自我更新、分化和环境调节的能力，干细胞治疗有望成为神经损伤提供一种治疗手段。然而，目前在细胞植入精度和神经元连接恢复等方面受到限制。
中山大学材料科学与工程学院彭飞副教授团队提出了一种小型化的微纳米马达支持神经干细胞的生长，并通过外部磁场对其进行精确的运输，在目标区域允许可控的细胞释放，促进神经通路的重建。在本研究中，采用了微流控技术制备的海藻酸水凝胶微纳米马达，用于封装神经干细胞和磁性纳米颗粒，还包括一个体内试验来验证微马达的有效性，这个独特的平台有可能为促进靶向细胞治疗提供的新途径。与以往的治疗方法 (如原位注射、植入手术支架) 相比，微纳米马达作为无创可控的驱动装置的出现，为神经再生提供了一个有前景的互动平台。
该马达选用海藻酸水凝胶材料为基底，通过毛细玻璃搭建的双液相微流设备，制备了可降解的、生物相容性良好的螺旋支架，避免了使用细胞毒性材料，与此同时，该制备方法不需要繁琐的程序、复杂的实验装置、高昂的费用和劳动力成本。此外，它还为细胞提供了多孔的三维网络，用于气体和营养交换。微纳米马达可高效地运输多类细胞，同时负载所需的材料和生长因子，以加快修复过程。马达在外部磁场操纵下实现了无线驱动，确保了神经干细胞精确交付到所需位置，该水凝胶支架也起到隔离层的作用，防止细胞直接暴露在微流体环境中或面临免疫系统监视，最大限度地减少细胞损失并保持细胞功能。在目标位点，微纳米马达完成酶响应细胞释放、增殖和细胞间信号通路的激活。来自微纳米马达的神经干细胞在维持其分化能力的同时，在体内建立神经元间的连接，通过电生理检测与行为学观察等，验证了促进功能性神经细胞相互作用的修复。因此，该集成化微型马达为指导神经干细胞再生和重建神经通路提供了一个综合平台，为解决神经退行性疾病和神经创伤等提供了一个潜在的解决方案。
图1 负载神经干细胞的螺旋水凝胶微马达的制备及其应用于神经再生的示意图
该工作以“Helical Hydrogel Micromotors for Delivery of Neural Stem Cells and Restoration of Neural Connectivity”为题，发表于 Chemical Engineering Journal。中山大学材料科学与工程学院2021级硕士研究生刘愫怡为独立第一作者，彭飞副教授为通讯作者。
该研究得到了国家自然科学基金资助项目、广东省杰出青年科学基金项目和国家重点研发计划项目的资助。
