CN102911913A - 培养基体的使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种培养基体的使用方法，该培养基体用于培养神经细胞的神经突起，该使用方法包括：提供一培养基体，该培养基体包括一载体及一形成在该载体表面的碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括多个间隔设置的碳纳米管线，且相邻的碳纳米管线之间的间距大于等于待培养的神经突起的直径；对所述碳纳米管结构进行极性化处理，使该碳纳米管结构具有一极性化表面；在所述碳纳米管结构的极性化表面培养所述神经细胞，使得该神经细胞的神经突起沿着所述多个碳纳米管线生长。此外，所述碳纳米管结构还可以包括多个交叉设置的碳纳米管线，该多个碳纳米管线相互交叉形成多个孔，且每个孔的有效直径大于等于待培养的神经突起的直径。

Description

培养基体的使用方法

技术领域

本发明涉及一种培养基体的使用方法，尤其是涉及一种可供培养神经细胞的培养基体的使用方法。

背景技术

神经系统主要是由神经细胞(neurons)以及神经胶质细胞(neuron glial cells)构成的一复杂且特异的生物信息传递网络，用以与其它组织或器官建立连结以进行功能协调。神经系统是由神经细胞来执行接收刺激、通过传导并输出神经递质(neuron transmitter)以进行组织或器官间的信息沟通，而神经胶质细胞则执行神经细胞物理性支持、营养提供以及调节沟通信息速度等功能。每一神经细胞依据型态包含胞体(cell body)与神经突起(neurite)两部分，神经突起自胞体延伸并朝向其它神经细胞或是其它细胞(例如：肌肉细胞)生长，其中神经突起又分为轴突(axon)与树突(dendrite)两种。一般来说，刺激由树突接收并将冲动传向胞体，冲动经过轴突传导至轴突末端，并释放传导物质给其它细胞。

由于神经系统在生物体内起着协调各组织与器官的作用，因此，研究神经细胞的培养、生长等状况的重要性不言可喻。目前，因神经系统中的突起受损而导致的神经缺损是临床常见的致残性疾病，那么研究神经细胞的突起的定向生长对治疗神经缺损等神经疾病有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种能够使得神经细胞定向生长的培养基体的使用方法。

一种培养基体的使用方法，该培养基体用于培养神经细胞的神经突起，该使用方法包括：提供一培养基体，该培养基体包括一载体及一形成在该载体表面的碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括多个间隔设置的碳纳米管线，且相邻的碳纳米管线之间的间距大于等于待培养的神经突起的直径；对所述碳纳米管结构进行极性化处理，使该碳纳米管结构具有一极性化表面；在所述碳纳米管结构的极性化表面培养所述神经细胞，使得该神经细胞的神经突起沿着所述多个碳纳米管线生长。

一种培养基体的使用方法，该培养基体用于培养神经细胞的神经突起，该使用方法包括：提供一培养基体，该培养基体包括一载体及一形成在该载体表面的碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括多个碳纳米管线，该多个碳纳米管线相互交叉形成多个孔，且每个孔的有效直径大于等于待培养的神经突起的直径；对所述碳纳米管结构进行极性化处理，使该碳纳米管结构具有一极性化表面；在所述碳纳米管结构的极性化表面培养所述神经细胞，使得该神经细胞的神经突起沿着所述多个碳纳米管线生长。

与现有技术相比较，本发明提供的培养基体中的碳纳米管结构包括多个间隔或交叉设置的碳纳米管线，该碳纳米管线可以引导神经细胞的神经突起的生长，因此，采用上述培养基体的使用方法培养的神经突起可以定向生长。因此，可以根据生物体受损部位的形状控制所述碳纳米管结构的图案，从而使得神经突起按照预定的路线生长，进而使得所述神经移植体中的神经网络能够快速地与受损部位的两端或边缘建立联系，完成受损部位的修复。

附图说明

图1为本发明第一实施例所提供的培养基体的结构示意图。

图2为本发明第一实施例采用的一个碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图3为本发明第一实施例采用的多个层叠的碳纳米管膜的扫描电镜照片。

图4为使用本发明第一实施例所提供的培养基体培养的神经细胞经过染色之后的扫描电镜照片。

图5为本发明第一实施提供的培养基体的制备流程图。

图6为本发明第一实施例提供的培养基体的制备方法中采用的一碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。

图7为本发明第一实施例提供的培养基体的制备方法中采用的多个层叠的碳纳米管拉膜的扫描电镜照片。

图8为使用本发明第一实施提供的培养基体培养神经细胞的制备流程图。

图9为本发明第二实施例所提供的培养基体的结构示意图。

图10为使用本发明第二实施例所提供的培养基体培养的神经细胞经过染色之后的扫描电镜照片。

图11为本发明第三实施例所提供的培养基体的结构示意图。

图12为本发明实施例提供的使用所述培养基体的神经移植体的结构示意图。

主要元件符号说明

培养基体	10；20；30；110
		神经移植体	100
生物载体	114
		碳纳米管结构	12；22；
载体	14；34；
		碳纳米管膜	120
碳纳米管线	123
		神经网络	130
神经细胞	132
		神经突起	134
容器	36

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明第一实施例提供一培养基体10。该培养基体10用于培养神经细胞，其包括一碳纳米管结构12及一载体14。所述碳纳米管结构12设置于该载体14的表面，并通过范德华力紧密结合在一起。

所述碳纳米管结构12包括多个择优取向排列的碳纳米管或者由多个择优取向排列的碳纳米管组成。在使用所述培养基体10用来培养神经细胞的过程中，该碳纳米管结构12的表面会被极性化形成极性化表面，该碳纳米管结构12的极性化表面具有与待培养的神经细胞相匹配的电荷极性。进一步，该碳纳米管结构12极性化表面中的择优取向排列的碳纳米管被极化，使得该碳纳米管结构12极性化表面中的碳纳米管具有与待培养的神经细胞相匹配的电荷极性。优选地，所述碳纳米管结构12中多个碳纳米管之间通过范德华力连接，形成一自支撑结构。所谓“自支撑”即该碳纳米管结构12不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身特定的形状，即将该碳纳米结构12置于（或固定于）间隔设置的两个支撑物上时，位于两个支撑物之间的碳纳米管结构12能够悬空保持自身特定的形状。

进一步，该碳纳米管结构12包括多个择优取向排列的碳纳米管。具体地，该碳纳米管线123包括多个碳纳米管线123，该多个碳纳米管线123间隔或交叉设置且形成一图案，使得该碳纳米管结构12图案化。每个碳纳米管线123的直径大约为1微米～10微米。相邻的两个碳纳米管线123之间的间距大于等于神经细胞的神经突起的直径，优选地，该间距大于等于20微米，且小于等于100微米。当所述碳纳米管结构12包括多个交叉设置的碳纳米管线123时，该多个碳纳米管线123相互交叉形成多个孔，每个孔的有效直径大于等于神经突起的直径；优选地，每个孔的有效直径大于等于20微米，且小于等于100微米。当相邻的碳纳米管线123之间的间距或每个孔的有效直径大于等于待培养的神经细胞的直径时，在所述培养基体10上种植神经细胞时，神经细胞吸附在所述载体14的表面。该碳纳米管线123主要用于引导神经细胞的神经突起的生长方向，即，神经细胞的神经突起可以沿着碳纳米管线123的轴向生长。因此，通过控制所述碳纳米管结构12中的碳纳米管线的排列方式及相邻碳纳米管线之间的间距或每个孔的有效直径等方式，使该碳纳米管结构12中的碳纳米管线形成一图案。该图案化的碳纳米管结构12可以控制神经细胞的神经突起的生长方向，从而实现神经细胞的定向生长。

所述碳纳米管线123包括多个通过范德华力首尾相连且基本沿同一方向排列的碳纳米管；该碳纳米管线123也可以包括多个通过范德华力首尾相连且沿着该碳纳米管线123的轴向螺旋延伸的碳纳米管。优选地，所述碳纳米管结构12可以为一膜状的自支撑结构，该碳纳米管结构12包括至少一个碳纳米管膜。请参阅图2，每个碳纳米管膜包括多个并排且间隔设置的碳纳米管线，相邻的碳纳米管线之间包括至少一个碳纳米管，该至少一个碳纳米管通过范德华力紧密连接该相邻的碳纳米管线。所述碳纳米管线在所述碳纳米管膜中基本沿同一方向排列。相邻的碳纳米管线之间搭接的至少一个碳纳米管使得所述多个碳纳米管线形成所述碳纳米管膜。其中，当相邻的碳纳米管线之间搭接多个碳纳米管时，该多个碳纳米管可以通过范德华力首尾相连。所述碳纳米管线由多个碳纳米管构成，该多个碳纳米管沿碳纳米管线的轴向通过范德华力首尾相连。请参阅图3，当所述碳纳米管结构12包括多个层叠设置的上述碳纳米管膜时，相邻的碳纳米管膜通过范德华力紧密相互结合，且相邻的碳纳米管膜中的碳纳米管线的轴向交叉设置形成大于等于0度，且小于等于90度的夹角。

由于所述碳纳米管结构由碳纳米管组成且碳纳米管之间通过范德华力连接，因此所述碳纳米管结构具有弹性佳、延展性良好及质量轻等优点，便于裁剪和拉伸。另外，碳纳米管具有较好的导电导热及发声特性，所以所述碳纳米管结构也具有良好的导电、导热及发声特性。神经细胞的生长会受到电、热及发声的影响，因此，在包含有所述碳纳米管结构12的所述培养基体10上培养定向生长的神经细胞，有利于研究热、电以及发声对神经细胞的影响。

所述载体14主要用于放置或支撑所述碳纳米管结构12和待培养的神经细胞。该载体14的具体形状、材料和厚度可以根据需要确定。所述载体14可以为平面结构，也可以为曲面结构，如，长方形的片状结构，弧形结构，折面结构等。所述载体14可以为能与生物体兼容的生物载体，该生物载体的材料可以为生物降解材料、硅胶或碳纳米管片材等。其中，所述生物降解材料可以为热塑性淀粉塑料、脂肪族聚酯、聚乳酸、淀粉聚乙烯醇。所述无生物毒性的材料可以为硅胶。所述碳纳米管片材是指由碳纳米管组成，具有自支撑功能和一定强度的碳纳米管膜或碳纳米管编织物。所述载体14也可以为不能与生物体兼容的非生物载体，该非生物载体的处理可以为塑料，如聚苯乙烯。优选地，所述载体14为塑料培养皿、塑料表面皿或塑料面状结构。当所述载体14为塑料培养皿或塑料表面皿时，所述培养基体10可以比较方便的存储；而且可以直接采用该培养基体10进行培养细胞，而无需另外的器皿放置该培养基体10。

当所述载体14生物载体时，该培养基体10可以直接植入生物体中，使生物体受损部位两端或边缘的神经细胞自我生长，重新建立联系，完成受损部位的修复。该载体14的表面的面积及形状可大致与所述碳纳米管结构12的面积及形状大致相当。其中，当该载体14为具有柔性的材料时，如硅胶，碳纳米管材料，所述培养基体也具有柔性。可以理解，当所述碳纳米管结构12的厚度较薄时，该碳纳米管结构12具有较小机械强度及具有较大的比表面积，因此，该碳纳米管结构12容易受外力产生破损或容易粘附在其他物体上。将该碳纳米管结构12设置在所述载体14表面，可以使该碳纳米管结构12更难受外力作用而产生破损，同时便于移动及防止该碳纳米管结构12粘附在亲水性物体上。

本实施例中，所述培养基体10是由塑料圆片载体14和碳纳米管结构12组成，该碳纳米管结构12为单层碳纳米管膜，且该碳纳米管膜包括多个基本沿同一方向延伸的碳纳米管线123，该多个碳纳米管线123基本平行且间隔设置，相邻的碳纳米管线123之间搭接至少一个碳纳米管。相邻的碳纳米管线123之间的间距大于等于30微米，且小于等于60微米。每个碳纳米管线123包括多个碳纳米管，且该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且基本沿同一方向排列。当在该培养基体10的表面培养神经细胞时，神经细胞被吸附在所述塑料圆片载体14的表面，所述神经细胞分化出的神经突起在所述碳纳米管线123的引导下，基本沿着该碳纳米管线123的轴向延伸方向呈直线型生长。因此，利用该培养基体10可以使得神经细胞的神经突起定向生长，如图4所示。

请参阅图5，当所述碳纳米管结构12中的碳纳米管线间隔设置时，本发明实施例提供一种制备上述培养基体10的方法，其包括：

S110，提供一碳纳米管结构前驱体，该碳纳米管结构前驱体包括至少一碳纳米管拉膜，每个碳纳米管拉膜包括多个通过范德华力首尾相连且基本沿同一方向排列的碳纳米管；

S120，使所述碳纳米管结构前驱体形成具有多个间隔设置的碳纳米管线的所述碳纳米管结构12；以及

S130，将所述碳纳米管结构12固定在一载体14上。

在所述步骤S110中，所述碳纳米管拉膜是由若干碳纳米管组成的自支撑结构。请参阅图6，所述碳纳米管拉膜中大多数碳纳米管的轴向基本沿同一方向延伸。而且，所述大多数碳纳米管的整体延伸方向基本平行于碳纳米管拉膜的表面。进一步地，所述碳纳米管拉膜包括多个相互平行的碳纳米管及通过范德华力首尾相连的碳纳米管。具体地，所述碳纳米管拉膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连。当然，所述碳纳米管拉膜中存在少数偏离该延伸方向的碳纳米管，这些碳纳米管不会对碳纳米管拉膜中大多数碳纳米管的整体取向排列构成明显影响。所述自支撑主要通过碳纳米管拉膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。

具体地，所述碳纳米管拉膜中基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管，并非绝对的直线状，可以适当的弯曲；或者并非完全按照延伸方向上排列，可以适当的偏离延伸方向。因此，不能排除碳纳米管拉膜的基本朝同一方向延伸的多数碳纳米管中并列的碳纳米管之间可能存在部分接触。

当该碳纳米管结构包括多个碳纳米管拉膜时，所述多个碳纳米管拉膜层叠设置形成一层状结构。该层状结构的厚度不限。请参阅图7，该多个碳纳米管拉膜中的相邻的碳纳米管拉膜通过范德华力结合。该层状结构中相邻的碳纳米管拉膜中的碳纳米管之间具有一交叉角度α，且该α大于0度且小于等于90度。当相邻的碳纳米管拉膜中的碳纳米管之间具有一交叉角度α时，所述多个碳纳米管拉膜中的碳纳米管相互交织形成一网状结构，使所述碳纳米管结构的机械性能增加。如，所述碳纳米管结构包括多层层叠设置的碳纳米管拉膜，且相邻的碳纳米管膜中的碳纳米管之间的交叉角度α大致等于90度，即，相邻碳纳米管拉膜中的碳纳米管的延伸方向大致垂直。所述碳纳米管拉膜的结构及其制备方法请参见2010年5月26日公开的，公开号为CN101239712B的中国发明专利说明书。

其中，每个碳纳米管拉膜的制备方法包括以下步骤：

首先，提供一碳纳米管阵列，优选地，该阵列为超顺排碳纳米管阵列。

所述碳纳米管阵列的制备方法可为化学气相沉积法。也可为石墨电极恒流电弧放电沉积法、激光蒸发沉积法等。

其次，采用一拉伸工具从所述碳纳米管阵列中拉取获得所述碳纳米管拉膜。

所述碳纳米管拉膜的制备方法具体包括以下步骤：（a）从上述碳纳米管阵列中选定一定宽度的多个碳纳米管片断，本实施例优选为采用具有一定宽度的胶带接触碳纳米管阵列以选定一定宽度的多个碳纳米管片断；（b）以一定速度沿基本垂直于碳纳米管阵列生长方向拉取该多个碳纳米管片断，以形成一连续的碳纳米管拉膜。

在上述拉取过程中，该多个碳纳米管片段在拉力作用下沿拉伸方向逐渐脱离基底的同时，由于范德华力作用，该选定的多个碳纳米管片断分别与其它碳纳米管片断首尾相连地连续地被拉出，从而形成所述碳纳米管膜。

步骤S120可以通过采用挥发性溶剂处理悬空的碳纳米管前驱体实现。具体包括以下步骤：

S121：将所述碳纳米管结构前驱体悬空设置；如，固定所述碳纳米管结构前驱体相对设置的两端，且使该碳纳米管结构前驱体悬空设置。当所述碳纳米管结构前驱体中的大多数碳纳米管基本沿同一方向择优取向排列时，该碳纳米管结构前驱体垂直于所述碳纳米管轴向延伸方向的两端被固定。

S122，采用一挥发性溶剂处理所述悬空设置的碳纳米管结构前驱体，该碳纳米管结构前驱体中的多个基本平行且相邻碳纳米管收缩会聚并且首尾相连形成多个并排且间隔设置的碳纳米管线。具体地：先将所述挥发性溶剂雾化成直径小于等于10微米的液滴；然后在气流的携带下喷涂到所述碳纳米管结构前驱体的表面，以浸润该碳纳米管结构前驱体；在所述挥发性溶剂挥发的过程中，该浸润的碳纳米管结构前驱体在表面张力的作用下，碳纳米管拉膜中的多个基本平行且相邻碳纳米管收缩会聚在一起，该收缩会聚的碳纳米管通过范德华力首尾相连形成多个并排且间隔设置的碳纳米管线，从而得到所述碳纳米管结构12。

其中，可以采用气流雾化、超声波雾化或加入雾化剂等方式实现所述溶剂的雾化。所述挥发性溶剂可以为酒精、甲醇、丙酮、乙酸或水等可挥发性溶剂。在喷涂所述挥发性溶剂的雾化液滴的过程中，应确保气流的压强比较小，不能吹破所述碳纳米管结构前驱体。所述碳纳米管线的直径优选地大于等于1微米，且小于等于10微米；相邻的碳纳米管线之间的间距大于等于待培养的神经突起的直径；优选地，该间距大于等于20微米，且小于等于100微米。该碳纳米管线主要用于引导神经细胞的突起的生长方向，即，神经细胞的突起可以沿着碳纳米管线的延伸方向生长。需要说明的是，所述碳纳米管结构中的相邻的碳纳米管线之间还可能包括至少一个碳纳米管。

当所述碳纳米管结构前驱体中的大多数碳纳米管基本沿同一方向排列时，所述步骤S120也可以通过使该碳纳米管结构前驱体在垂直于碳纳米管轴向的方向上受力的方式实现。如，提供至少一弹性支撑体；将所述碳纳米管结构前驱体悬空设置，且该碳纳米管结构前驱体至少部分固定设置于所述至少一弹性支撑体，其中，该至少一弹性支撑体的弹性拉伸方向与该碳纳米管结构前驱体的碳纳米管的轴向基本垂直；以及沿基本垂直于所述碳纳米管结构前驱体中的碳纳米管的轴向方向拉伸该至少一弹性支撑体，以改变该碳纳米管结构前驱体中的并排设置的碳纳米管之间的距离，使得该碳纳米管结构前驱体中并排设置的碳纳米管之间的距离增大或减小。其中，所述弹性支撑体可以为弹簧、弹性橡胶或橡皮筋等。

步骤S130为将所述碳纳米管结构置于所述载体的表面，然后采用有机溶剂浸润该碳纳米管结构。其中，可以采用将有机溶剂滴落或喷涂在碳纳米管结构的表面，使得该有机溶剂浸润该碳纳米管结构。其中，所述有机溶剂可以为酒精、甲醇、丙酮、乙酸等可挥发性溶剂。

所述有机溶剂在挥发的过程中，所述碳纳米管结构的表面张力会减小，该碳纳米管结构主要通过范德华力吸附在所述载体的表面，使得所述碳纳米管结构固定在该载体上。该载体主要用于放置所述碳纳米管结构，以增强碳纳米管结构的强度。

可以理解，所述培养基体10的制备方法还可以包括以下步骤：提供一具有多个碳纳米管线123的碳纳米管结构12，该多个碳纳米管线123间隔设置，且相邻的碳纳米管线123之间的间距大于等于待培养的神经细胞的神经突起的直径；以及采用有机溶剂处理该碳纳米管结构12，使得该碳纳米管结构12固定在所述载体14上。其中，所述碳纳米管线123除了采用挥发性溶剂处理所述碳纳米管拉膜的方法获得之外，还可以为从一碳纳米管阵列中直接拉取获得的非扭转的碳纳米管线；所述碳纳米管线123也可以为通过先从一碳纳米管阵列中拉取获得一碳纳米管线状结构或碳纳米管膜状结构，然后再扭转该碳纳米管线状结构或碳纳米管膜状结构获得的扭转的碳纳米管线。所述碳纳米管结构12也可以由上述非扭转的碳纳米管线或扭转的碳纳米管线通过并排间隔设置或交叉编织等方式形成。

本实施例中，提供一个碳纳米管拉膜，该碳纳米管膜拉膜包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管通过范德华力首尾相连且基本沿同一方向排列，该碳纳米管拉膜从一超顺排碳纳米管阵列中直接拉伸获得的；将该碳纳米管拉膜固定在一中间镂空的框架上，使该碳纳米管结构悬空设置；将酒精置于一美工喷雾器中，酒精在通过该美工喷雾器喷出的过程中被雾化成几微米的酒精液滴；该酒精液滴在较弱的气流的携带下轻轻喷涂在该碳纳米管拉膜的表面，浸润该碳纳米管拉膜；待酒精挥发后碳纳米管拉膜中的大多数碳纳米管收缩会聚成碳纳米管线，从而形成所述碳纳米管结构；将该碳纳米管结构剪成圆形，然后放置在一塑料圆片上；将酒精滴在置于该塑料圆片上的碳纳米管结构上浸润该碳纳米管结构；待酒精挥发后，该碳纳米管结构紧密吸附在所述塑料圆片的表面。

请参阅图8，本发明实施例提供一种使用第一实施例提供的培养基体10培养神经细胞的方法，该使用方法包括以下步骤：

A） 提供所述培养基体，该培养基体包括一载体及一设置于该载体的碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括至少一碳纳米管膜，该碳纳米管膜包括多个间隔或交叉设置的碳纳米管线；

B） 对所述碳纳米管结构进行极性化处理，使该碳纳米管结构具有一极性化表面；以及

C） 在所述碳纳米管结构的极性化表面培养多个神经细胞，使该多个神经细胞的神经突起沿着所述碳纳米管线生长。

所述步骤B对所述碳纳米管结构的表面进行极性化处理主要是改变所述碳纳米管结构表面的碳纳米管的电荷极性，使得该极性化的碳纳米管结构能够吸附并与待培养的神经细胞生物兼容，有利于神经细胞贴壁生长。具体地，步骤B进一步包括以下步骤：

B1，对所述培养基体进行灭菌处理；以及

B2，采用一多聚赖氨酸（Poly-D-lysine, PDL）溶液或聚醚酰亚胺（PEI）溶液处理所述灭菌后的培养基体中的碳纳米管结构。

步骤B1对所述培养基体进行灭菌处理的方式不限，只要能够杀死所述碳纳米管结构中的大部分细菌即可。本实施例中，该步骤优选通过紫外光灭菌的方式对所述碳纳米管结构进行灭菌。

B2具体包括以下步骤：首先，将多聚赖氨酸溶液或聚醚酰亚胺溶液滴到所述碳纳米管结构的表面，直至覆盖该碳纳米管结构，并放置10小时以上，使得所述碳纳米管结构的表面被多聚赖氨酸溶液或聚醚酰亚胺溶液极化，使该碳纳米管结构的表面形成极性化表面，该极性化表面具有与待种植的神经细胞相反的电荷极性，以增加对神经细胞的吸附性，为神经细胞的培养提供条件。然后，采用无菌去离子水清洗形成在所述碳纳米管结构表面的多聚赖氨酸溶液或聚醚酰亚胺溶液，从而减少或避免多聚赖氨酸溶液或聚醚酰亚胺溶液影响神经细胞的培养。

所述碳纳米管结构经过多聚赖氨酸溶液或聚醚酰亚胺溶液处理，直接改变碳纳米管结构表面的碳纳米管的电荷极性，使得该碳纳米管结构的表面具有与细胞相匹配的电荷极性，而不需要通过对所述碳纳米管结构的表面进行镀层、涂层或化学修饰处理等方法来改变所述碳纳米管结构的表面极性，从而使得该培养神经细胞的方法比较简单。

当所述培养基体由所述载体及碳纳米管结构组成，且该载体为面状结构时，该培养基体还可置于一可以用来直接培养神经细胞的容器中，如塑料表面皿或塑料培养皿等。此时，该步骤B包括步骤：提供所述容器，并将所述培养基体置于该容器中，且所述载体的表面与该容器的表面直接接触；对所述容器及培养基体进行灭菌处理；以及采用多聚赖氨酸溶液或聚醚亚酰胺溶液处理所述灭菌后的碳纳米管结构。

可以理解，该步骤B的实施方法不限，只要能够使得所述碳纳米管结构的表面具有一定的极性，可以吸附神经细胞即可。

步骤C可以包括以下步骤：

C1，在所述碳纳米管结构的极性化表面种植所述多个神经细胞。具体地，在所述碳纳米管结构的极性化表面滴加神经细胞液直到该神经细胞液覆盖该碳纳米管结构的极性化表面，从而使神经细胞液中的神经细胞种植在所述培养基体的表面。当所述碳纳米管结构中的碳纳米管线之间的间距大于等于神经细胞的直径时，种植在该培养基体表面的神经细胞吸附在所述载体的表面。所述神经细胞包括哺乳动物的神经细胞，如，海马神经细胞。其中，种植在所述培养基体表面的神经细胞为未分化的神经细胞，该未分化的神经细胞分散在一种植液中形成所述神经细胞液。

C2，培养种植在所述碳纳米管结构的极性化表面的神经细胞。具体地，将种植有所述神经细胞的培养基体置于一二氧化碳培养箱中培养，并适时更换一饲养液。所述二氧化碳培养箱中的二氧化碳含量大致为5%，温度大致为37摄氏度。其中，所述神经细胞的培养环境应尽量模拟该神经细胞在生物体内的生存环境。所述神经细胞的培养时间可根据实际需求而定。在该步骤D中，在所述碳纳米管结构中的碳纳米管线的引导下，所述多个神经细胞的神经突起不断从神经细胞的胞体中生长延伸出来，并沿着所述碳纳米管线的延伸方向生长，从而实现神经细胞的定向生长。在步骤D的环境下，所述神经细胞在经过培养之后达到成熟状态，该神经细胞分化出的神经突起会定向生长，并且相邻的神经突起相互连接在一起。

其中，当所述培养基体直接植入体内的受损部位并用来培养神经细胞时，所述步骤C可以为：在无菌条件下，二氧化碳含量大致为5%，温度大致为37摄氏度的环境中，适时更换一饲养液，使得所述神经细胞的神经突起基本沿着碳纳米管线的轴向生长，直到受损部位的两端或边缘重新建立联系。

本实施例使用上述培养基体10培养神经细胞的方法具体包括以下步骤：

提供所述培养基体10，该培养基体10是由塑料圆片载体14和单层碳纳米管膜组成的碳纳米管结构12组成。该碳纳米管结构12中相邻的碳纳米管线之间的间距大于等于30微米，且小于等于60微米，碳纳米管线的直径大于1微米，且小于等于10微米。

将上述培养基体10固定于一塑料培养皿的底部，其中，所述塑料圆片载体14与所述塑料培养皿的底部接触。在一紫外灭菌箱中对所述塑料培养皿及置于该培养皿中的培养基体10进行紫外照射，大约照射0.5小时。在经过灭菌处理后的碳纳米管结构12的表面滴入浓度大约为20微克/毫升的具有多聚赖氨酸溶液，使得该多聚赖氨酸溶液完全覆盖所述碳纳米管结构12的表面，并且放置12小时。采用去离子水冲洗掉该多聚赖氨酸溶液，使得该碳纳米管结构12的表面被极化，该碳纳米管结构12被极化的表面具有与待种植的海马神经细胞相反的电荷极性。

在无菌条件下，在所述碳纳米管结构12被极化的表面滴加一海马神经细胞液直到该海马神经细胞液覆盖该碳纳米管结构12，使得海马神经细胞液中的海马神经细胞吸附在所述塑料圆片载体14的表面。

将培养有所述海马神经细胞的培养皿置于一二氧化碳培养箱中培养7天左右，并适时更换饲养液。所述二氧化碳培养箱中的二氧化碳含量大致为5%，温度大致为37摄氏度。其中，按照上述使用方法培养出的神经细胞的电子显微镜照片如图4所示。

请参阅图9，本发明第二实施例提供一培养基体20，该培养基体20由一碳纳米管结构22及承载该碳纳米管结构22的塑料圆片载体14组成。该培养基体20的结构与第一实施例提供的培养基体10的不同之处在于，该碳纳米管结构22由两层层叠设置的碳纳米管膜组成，每个碳纳米管膜中包括多个基本沿同一方向延伸的碳纳米管线123，且该多个碳纳米管线123并排且间隔设置，相邻的碳纳米管线123之间设置有至少一个碳纳米管。该两层碳纳米管膜120中的碳纳米管线123交叉形成90度的夹角，因此，该碳纳米管结构22形成一网格状结构。该碳纳米管结构22中相邻且间隔设置的碳纳米管线123的间距大于等于30微米，且小于等于80微米，碳纳米管线123的直径大于1微米，且小于等于10微米。

所述培养基体20的制备方法包括以下步骤：提供由两层层叠设置的碳纳米管拉膜组成的碳纳米管结构前驱体，该两层碳纳米管拉膜中的碳纳米管相互交叉形成一大致为90度的夹角；将该碳纳米管结构前驱体固定在一中间镂空的框架上，使该碳纳米管结构悬空设置；将酒精置于一美工喷雾器中，酒精在通过该美工喷雾器喷出的过程中被雾化成几微米的酒精液滴；该酒精液滴在较弱的气流的携带下轻轻喷涂在该碳纳米管结构前驱体的表面，浸润该碳纳米管结构前驱体；待酒精挥发后碳纳米管前驱体中的大部分碳纳米管收缩成碳纳米管线，从而得到所述碳纳米管结构，其中，由一个碳纳米管拉膜形成的碳纳米管线与另一个碳纳米管拉膜形成的碳纳米管线相互交叉形成一大致为90度的夹角；将该碳纳米管结构剪成圆形，然后放置在一塑料圆片上；将酒精滴在置于该塑料圆片上的碳纳米管结构上浸润该碳纳米管结构；待酒精挥发后，该碳纳米管结构紧密吸附在所述塑料圆片的表面。

使用上述培养基体20培养神经细胞的方法与第一实施例提供的使用培养基体10培养神经细胞的方法的不同之处在于，请参阅图10，由于该培养基体20中的碳纳米管结构22包括两个碳纳米管膜，且该两个碳纳米管膜中的碳纳米管线相互交叉形成大致为90度的夹角，即该碳纳米管结构22为网格状结构，在使用该培养基体20培养神经细胞的过程中，所述神经细胞被吸附在所述塑料圆片载体14上，其神经突起在该碳纳米管结构22中的网格状结构的引导下，基本上沿着网格状结构中的网格生长。因此，使用该培养基体20培养得到的神经细胞的神经突起是呈一定形状的折线。

由此可见，本发明的培养基体在控制神经细胞的神经突起的生长方向方面具有显著的效果。

需要说明的是，本文中所述“培养神经细胞”主要是指培养神经细胞的神经突起；“神经细胞的直径”主要是指神经细胞的胞体的有效直径；“神经细胞的生长”主要是指“该神经细胞的神经突起的生长”。

请参阅图11，本发明第三实施例提供一培养基体30，该培养基体30包括一碳纳米管结构12、一载体34以及一容器36。该培养基体30与第一实施例提供的培养基体10的不同之处在于，该培养基体30进一步包括所述容器36，该容器36为用于放置层叠设置的碳纳米管结构12及载体34的器皿。所述载体34为面状结构且夹持于所述碳纳米管结构12及该容器36之间。所述容器36为培养皿或表面皿，优选地，该容器36的材料为塑料，如聚苯乙烯。本实施例中，所述载体34为圆片状的聚苯乙烯，该载体34与所述容器36通过粘胶固定在一起。由于该培养基体30中的容器36为可以直接用来培养神经细胞的器皿，所以当使用该培养基体30培养神经细胞时，不需要另外的器皿辅助培养神经细胞，而且便于实际操作，另外，该培养基体30包括所述容器36，也使得该培养基体30便于运输和储存。

上述培养基体30的制备方法与第一实施例提供的培养基体10的制备方法基本相同，不同之处在于，该培养基体30的制备方法在培养基体10的制备方法中的步骤S140之后，进一步包括步骤S350，将形成有碳纳米管结构的载体固定在所述容器中。具体地，首先，提供所述容器，并在该容器的内表面设置一粘胶；其次，将所述载体远离所述碳纳米管结构的表面至于所述粘胶上；然后，真空加热干燥该容器及置于该容器内的载体及碳纳米管结构，以去除粘胶中的有毒物质。其中，应确保所述容器、载体及碳纳米管结构在上述真空加热过程中，不会发生熔化或变形等，优选地，该真空加热的温度小于等于95度。真空加热的时间可以根据实际情况确定。

本实施例中，提供一塑料培养皿，并在该塑料培养皿的底部的内表面上滴加粘胶；将固定有碳纳米管结构的方形聚苯乙烯载体置于所述塑料培养皿中的粘胶上；将该塑料培养皿连同方形聚苯乙烯及碳纳米管结构置于一真空加热箱中，加热温度为80度～95度时，加热30分钟左右；然后自然冷却至室温。

该步骤S350可以使得所述载体与容器紧密结合在一起，而且可以去除所述碳纳米管结构与载体之间可能存在的气泡，从而可以使所述碳纳米管结构更加牢固地固定在所述载体的表面。

使用上述培养基体30培养神经细胞的方法与使用第一实施例提供的培养基体10培养神经细胞的方法基本相同。在使用该培养基体30培养神经细胞的过程中，种植的神经细胞在该碳纳米管结构中的碳纳米管线的引导下，分化出的神经突起沿着碳纳米管线呈直线形生长。

请参阅图12，本发明实施例还提供一种神经移植体100，该神经移植体100包括所述培养基体110及吸附在培养基体110表面的神经网络130。该培养基体110包括生物载体114及设置在该生物载体114表面的碳纳米管结构12。该碳纳米管结构12可以包括至少一个碳纳米管膜，每个碳纳米管膜包括多个间隔或交叉的碳纳米管线；即，该碳纳米管结构12包括多个碳纳米管线123，该多个碳纳米管线123按照一定的方式排列，使得该碳纳米管结构12图案化。该神经网络130包括多个神经细胞132，每个神经细胞132包括至少一个神经突起134。该多个神经细胞132吸附在所述生物载体114的表面。所述神经细胞的神经突起134沿着所述碳纳米管线123延伸，形成图案化的神经突起134。其中，所述生物载体114的材料为硅胶或生物降解材料等可以与生物体兼容的材料。可以理解，通过控制所述碳纳米管结构12的图案即碳纳米管线123的延伸方向，可以使神经突起134的形状为直线形、折线形、四边形、扇形或其他曲线形。因此，可以根据生物体受损部位的形状控制所述碳纳米管结构12的图案，从而使得神经突起134按照预定的路线生长，进而使得所述神经移植体100中的神经网络130能够快速地与受损部位的两端或边缘建立联系，完成受损部位的修复。

本实施例中，该神经移植体100由硅胶基底、设置在该硅胶基底上的单层碳纳米管膜以及吸附在该硅胶基底的海马神经网络构成。该碳纳米管膜中的多个碳纳米管线基本平行且并排设置，且该多个碳纳米管线的轴向基本沿同一方向延伸。因此，该海马神经网络中的大部分海马神经细胞的神经突起沿着该多个碳纳米管线的轴向延伸形成直线形神经突起。

可以理解，当所述碳纳米管结构中的碳纳米管线形成扇形结构时，所述神经突起也可以形成扇形。

由本发明实施例提供的培养基体包括所述碳纳米管结构，该碳纳米管结构中的碳纳米管膜包括多个相互平行的碳纳米管线，该碳纳米管线可以引导神经细胞的神经突起的生长，因此，本发明实施例提供的使用所述培养基体培养神经细胞的方法，可以培养定向生长的神经细胞。可以实现通过控制所述碳纳米管结构中的碳纳米管线的排列方式，使所述神经细胞的神经突起按照预定的图案生长。当该培养基体可以直接植入体内时，可以使得神经细胞按照受损部位两端或边缘的神经细胞快速重新建立联系，较快的完成受损部位的修复。

此外，本发明实施例是通过采用挥发性溶剂处理碳纳米管结构，使该碳纳米管结构具有多个碳纳米管线的方法来制备上述培养基体的，因此，本发明实施例提供的培养基体的制备方法比较简单。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (16)

1.一种培养基体的使用方法，该培养基体用于培养神经细胞的神经突起，该使用方法包括：

提供一培养基体，该培养基体包括一载体及一形成在该载体表面的碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括多个间隔设置的碳纳米管线，且相邻的碳纳米管线之间的间距大于等于待培养的神经突起的直径；

对所述碳纳米管结构进行极性化处理，使该碳纳米管结构具有一极性化表面；

在所述碳纳米管结构的极性化表面培养所述神经细胞，使得该神经细胞的神经突起沿着所述多个碳纳米管线生长。

2.如权利要求1所述培养基体的使用方法，其特征在于：所述碳纳米管线包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管沿同一方向排列且通过范德华力首尾相连。

3.如权利要求1所述的培养基体的使用方法，其特征在于：所述碳纳米管线包括多个碳纳米管，该多个碳纳米管沿该碳纳米管线的轴向螺旋延伸。

4.如权利要求1所述的培养基体的使用方法，其特征在于：所述多个碳纳米管线平行设置，且相邻的碳纳米管线之间包括至少一个碳纳米管，该至少一个碳纳米管通过范德华力连接该相邻的碳纳米管线，从而使得该多个碳纳米管线形成一碳纳米管膜。

5.如权利要求4所述的培养基体的使用方法，其特征在于，所述碳纳米管结构包括多个碳纳米管膜，且相邻的碳纳米管膜中的碳纳米管线形成一交叉角，该交叉角大于等于0度，且小于等于90度。

6.如权利要求1所述的培养基体的使用方法，其特征在于：所述碳纳米管线的直径大于等于1微米，且小于等于10微米。

7.如权利要求1所述的培养基体的使用方法，其特征在于：所述相邻的碳纳米管线之间的间距大于等于20微米，且小于等于100微米。

8.如权利要求1所述的培养基体的使用方法，其特征在于：对所述碳纳米管结构进行极性化处理的步骤包括：对所述碳纳米管结构进行灭菌处理；以及采用多聚赖氨酸溶液或聚醚亚酰胺溶液处理所述灭菌后的碳纳米管结构。

9.如权利要求8所述的培养基体的使用方法，其特征在于：对所述碳纳米管结构进行灭菌处理的步骤为：采用紫外光照射所述碳纳米管结构。

10.如权利要求8所述的培养基体的使用方法，其特征在于：采用多聚赖氨酸溶液或聚醚亚酰胺溶液处理所述灭菌后的碳纳米管结构的步骤为：将灭菌后的碳纳米管结构浸泡在所述多聚赖氨酸溶液或聚醚亚酰胺溶液中；以及用灭菌后的去离子水清洗浸泡过的碳纳米管结构以去除形成在该碳纳米管结构表面的多聚赖氨酸溶液或聚醚亚酰胺溶液。

11.如权利要求1所述的培养基体的使用方法，其特征在于：所述培养基体由面状结构的载体及碳纳米管结构组成，所述对碳纳米管结构进行极性化处理的步骤包括：提供一容器，并将所述培养基体置于该容器中，且所述载体设置于该容器与所述碳纳米管结构之间；对所述容器及培养基体进行灭菌处理；以及采用多聚赖氨酸溶液或聚醚亚酰胺溶液处理所述灭菌后的碳纳米管结构。

12.如权利要求1所述的培养基体的使用方法，其特征在于：在所述碳纳米管结构的极性化表面培养所述神经细胞的步骤包括：在所述碳纳米管结构的极性化表面种植所述神经细胞；以及培养种植在所述碳纳米管结构的极性化表面的神经细胞。

13.如权利要求1所述的培养基体的使用方法，其特征在于：所述载体的材料为塑料、硅胶、碳纳米管片材或生物降解材料。

14.如权利要求1所述的培养基体的使用方法，其特征在于：所述培养基体进一步包括一容器，所述载体远离碳纳米管结构的表面固定于该容器的表面。

15.如权利要求13所述的培养基体的使用方法，其特征在于：所述容器为培养皿或表面皿。

16.一种培养基体的使用方法，该培养基体用于培养神经细胞的神经突起，该使用方法包括：

提供一培养基体，该培养基体包括一载体及一形成在该载体表面的碳纳米管结构，该碳纳米管结构包括多个碳纳米管线，该多个碳纳米管线相互交叉形成多个孔，且每个孔的有效直径大于等于待培养的神经突起的直径；

对所述碳纳米管结构进行极性化处理，使该碳纳米管结构具有一极性化表面；

在所述碳纳米管结构的极性化表面培养所述神经细胞，使得该神经细胞的神经突起沿着所述多个碳纳米管线生长。

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