山东大学晶体材料研究所(山东大学晶体材料研究所研究生招生)

山东大学晶体材料研究所，山东大学晶体材料研究所研究生招生

近日，山东大学晶体材料国家重点实验室刘宏教授团队与齐鲁医院冯世庆教授团队提出“多功能羟基磷灰石（HAp）纳米带—神经干细胞（NSCs）”三维球体构筑新策略，并将其用于快速脊髓损伤修复，在医工交叉领域再添新成果。研究成果以“Multifunctional Hydroxyapatite Nanobelt Haystacks Integrated Neural Stem Cell Spheroid for Rapid Spinal Cord Injury Repair”为题，发表于国际期刊Advanced Functional Materials(IF=19.924)上，受到杂志主编关注,在Advanced Science News上发表观点文章。文章通讯作者为晶体材料国家重点实验室桑元华、刘宏教授和齐鲁医院周恒星教授，第一作者为晶体材料国家重点实验室博士研究生郝敏和齐鲁医院博士研究生陈璐，山东大学为第一作者和通讯作者单位。

由于不合理的寿命和分化，神经干细胞(NSCs)在脊髓损伤(SCI)中的应用仍然具有挑战性。本研究定制了三维生物活性羟基磷灰石(HAp)纳米带草堆-小鼠NSC (mNSC)混合球体，其中特定的纳米带草堆框架提供了球核减轻缺氧的结构功能和神经分化促进的生物学过程。利用超顺磁性氧化铁(Fe3O4)纳米颗粒和聚多巴胺(PDA)涂层，HAp纳米带被赋予了磁场驱动特性和增强的细胞-纳米带粘附性。工程生物响应3D纳米带干草堆- mnsc混合球体有效地修复体内SCI，通过在基于细胞-物质相互作用的3D培养中加入纳米材料，显示出干细胞治疗的新潜力。

根据调研，我国现有脊髓损伤患者超过200万人，给家庭和社会带来了极大负担。有种干细胞—NSCs，它具有自我更新和分化为神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞等的分化潜能，像“孩子”一样充满活力、潜力无穷，在他们成长过程中都需要恰当引导，以快速找到自己的“发展方向”。为此，团队构筑“Fe3O4@HAp@PDA-NSCs”三维球体，高长径比Fe3O4@HAp@PDA纳米带“草堆”作细胞营养输送带和功能调控带，有效缓解细胞球内部氧气和营养输送不及时的问题，同时引导和加速NSCs向神经元分化，实现高效脊髓损伤治疗，为NSCs“成才之路”保驾护航。

本研究定制了三维生物活性羟基磷灰石(HAp)纳米带草堆-小鼠NSC (mNSC)混合球体，其中特定的纳米带草堆框架提供了球核减轻缺氧的结构功能和神经分化促进的生物学过程。利用超顺磁性氧化铁(Fe3O4)纳米颗粒和聚多巴胺(PDA)涂层，HAp纳米带被赋予了磁场驱动特性和增强的细胞-纳米带粘附性。工程生物响应3D纳米带干草堆-NSCs混合球体有效地修复体内SCI，通过在基于细胞-物质相互作用的3D培养中加入纳米材料，显示出干细胞治疗的新潜力。

刘宏教师团队近年来重点关注干细胞神经修复，重点关注纳米材料在干细胞神经修复上的应用，开展了一系列的工作：首次就纳米HAp调控神经分化展开研究，合成HAp纳米棒作“无机生长因子”调控神经分化和神经元发育（Advanced Materials, 2021, 33, 2100895），制备不同形貌的纳米HAp调控神经分化（Composites Part B: Engineering, 2021, 219, 108944），设计HAp纳米水凝胶空腔作“育儿袋”培育和可控化释放NSCs，快速修复脊髓损伤（Advanced Functional Materials, 2022, 32, 2203492）等。

相关研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然基金、山东省杰出青年科学基金、山东省泰山学者计划、山东大学跨学科科学创新群体等项目和晶体材料国家重点实验室的大力支持。

来源：山东大学、新材料资讯

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202214869

https//onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202214869

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202100895

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836821003322

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202203492

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