石墨烯为单层或少层碳原子组成的低维碳纳米材料，具有优异的理化性质，自2004年被发现以来，迅速成为材料科学与凝聚态物理等领域的研究前沿。同时，石墨烯展现出良好生物相容性，在生物医学领域的应用近年来备受关注，已被成功用于细胞成像、药物输运、干细胞工程及肿瘤治疗方面。
中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所程国胜研究员课题组采用细胞生物学、材料学等手段，系统研究了二维石墨烯薄膜对海马神经元细胞发育的影响，发现石墨烯不仅对神经细胞具有良好的生物相容性，且对神经突起发生和生长具有显著促进作用(Biomaterials 2011, 32, 9374-9382)。课题组同时开展了石墨烯表面生物活性分子的功能化修饰，并定量解析了活性分子的吸附对石墨烯片层相互作用的影响(Carbon 2013, 51, 164-173)。
近期，程国胜组研究团队同中科院遗传与发育研究所戴建武组合作，在中科院沈阳金属所成会明课题组报道的三维多孔状碳材料工作基础上，成功开发新型石墨烯泡沫(Graphene foam)用于神经干细胞支架材料，并系统研究了石墨烯支架与神经干细胞的相互作用。
结果表明，三维石墨烯支架不仅能促进神经干细胞的增殖，还能够一定程度上诱导神经干细胞定向分化为功能神经元。进一步利用石墨烯碳材料良好的导电特性，对神经干细胞进行原位电刺激，诱导分化，获得了可逆特性的钙离子振荡响应。该工作最近发表在Scientific Reports上(2013, 3,1604)，重点报道了三维石墨烯结构在神经组织工程及神经干细胞移植治疗领域的应用潜力。目前，研究人员正深入开展在体外与体内二个层次上，三维石墨烯支架上神经元突触形成、神经信号传递、受损神经细胞修复等研究。
该研究得到了科技部973项目、中科院干细胞与再生医学先导专项、国家自然科学基金委国际合作项目资助。
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