光响应材料

轴索功能障碍和变性是中枢神经系统疾病和创伤的重要病理特征，如阿尔茨海默病、创伤性脑损伤、缺血性脑卒中和脊髓损伤等。工程化的微流控芯片结合人多能干细胞( hPSC )衍生的神经元，为轴突的靶向体外研究提供了有价值的工具，以提高对疾病机制的认识，促进药物开发。这里，采用集成光模化基底的聚二甲基硅氧烷( PDMS )微流控芯片，实现hPSC衍生神经元的分离和单向轴突生长。通过优化PDMS微通道在微流控装置中的截面积和长度，实现了轴突与胞体和树突的分离，并使轴突生长健壮到相邻的轴突室。在轴突室，含偶氮苯分子玻璃薄膜上的光刻纳米形貌有效地引导轴突的生长。将纳米拓扑结构与微流控芯片相结合，构建了一个支持孤立微环境下优越轴突排列的人神经元模型。下面通过研究氧葡萄糖剥夺对离体和定向轴突的损伤来说明芯片的实用性。所建立的芯片模型代表了一个成熟的平台和一个新的工具，用于增强和长期靶向轴突的体外研究。