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由机器人与机电工程系DGIST的Hongsoo Choi教授领导的研究团队开发了一种微型机器人,能够在离体状态下的体外环境中形成神经网络和切片海马组织。
通过与韩国脑研究所 Jongcheol Rah 博士领导的团队的联合研究,证实了在细胞输送和移植过程中在体外环境中使用微型机器人分析结构和功能连接的神经网络的可能性。该工作发表在Advanced Materials杂志上,研究成果有望应用于各个领域,包括神经网络、细胞治疗产品、再生医学等。
开发了细胞治疗产品和细胞输送技术,以再生因疾病受损的神经细胞;近年来,涉及能够精确、微创细胞输送的微型机器人的各种技术得到了认可。以前使用微型机器人进行的细胞传递和神经网络连接研究仅在细胞水平上验证了细胞的结构和功能连接。
崔教授领导的研究团队使用了可以实际应用神经网络连接的微型机器人。该技术使用微型机器人来分析在离体环境和细胞输送中功能连接的神经网络;实验室老鼠的脑组织被用来进行实验。
研究团队首先将超顺磁性氧化铁纳米颗粒附着在实验室小鼠海马体的主要神经细胞上,以制造三维球形的 Mag-Neurobot。磁性纳米粒子附着在机器人的外部,这样机器人就可以通过对外部磁场做出反应来移动到所需的位置。还通过生物相容性测试验证了安全性,其中机器人的磁性不会影响神经细胞的生长。
研究团队通过磁场控制将微型机器人放置在小鼠的海马组织切片中。通过免疫荧光染色,研究小组观察到微型机器人中的细胞和海马组织切片中的细胞通过神经突在结构上相连。
此外,微电极阵列(MEA)用于刺激微型机器人中的神经细胞,以确定微型机器人输送的神经细胞是否表现出典型的电生理特征。经证实,电信号通常通过海马组织切片内的神经细胞传播。
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