2、纳米技术在神经与心脏活动记录中的应用

纳米技术在神经与心脏活动记录中的应用

1. 碳纳米管在神经元培养与电极界面的应用

1.1 碳纳米管表面的神经元响应

在神经元培养领域，碳纳米管（CNT）表面因其独特的性质而备受关注。在CNT和纳米线成为神经元培养的理想基底之前，人们主要研究神经元在具有不同粘附模式的工程化表面上的粘附和增殖情况。而如今，原始和改性的CNT及纳米线在神经元工程中的应用，为寻找具有理想特性的最佳材料开辟了新的方向，这些特性包括用于神经元和神经组织的记录、刺激和增殖。

CNT表面具有化学稳定性和导电性，且易于集成到复杂设备中，这些优势使其成为众多可利用表面和系统中的佼佼者。许多研究探索了培养的神经元对CNT表面的响应，尤其关注不同CNT制备条件（如管长、直径、表面化学性质）下神经元的粘附和神经突发育情况。有研究表明，长垂直多壁碳纳米管（MWCNTs）比短的更有利于引导神经突生长，这可能是因为长纳米管更具柔韧性，能适应神经突的增殖，从而影响整体响应。

1.2 神经元 - 碳纳米管相互作用的机制

当研究培养的神经元在具有孤立CNT结构表面上的组织情况时，能更清晰地观察和分析神经元 - CNT相互作用的机械性质及其对网络发育的影响。例如，Gabay等人的研究发现，在石英基底上培养的解离大鼠皮质神经元，会在孤立的CNT岛表面自组织成工程化网络。神经元优先粘附在CNT表面，其神经突会强烈缠绕在CNT表面，稳定网络结构，使其与CNT岛的图案紧密对应。这种现象在蝗虫神经元培养中也得到了证实，单个细胞可以锚定在CNT岛电极的特定位置，形成神经元与电极记录活动一一对应的网络。

神经元优先粘附在CNT表面的原因与机械力直接相关。神经元在表面培养时，会不断延