2022年10月12日，在國際著名期刊ACS nano (IF=18.027)上在線發(fā)表了題為“3D Ti₃C₂T_x MXene-matrigel with electroacoustic stimulation to promote the growth of spiral ganglion neurons”的研究論文，柴人杰教授課題組博士生廖夢暉、博士生胡揚楠為該論文的共同第一作者。在本研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了促進(jìn)耳蝸螺旋神經(jīng)元生長的新方法，并且闡明人工耳蝸電刺激系統(tǒng)結(jié)合MXene-Matrigel促進(jìn)螺旋神經(jīng)元的活性的新機(jī)制。

據(jù)世界衛(wèi)生組織報道（WHO），聽力損失已經(jīng)成為全球最常見的健康問題之一，并且人數(shù)逐年增加。人工耳蝸植入術(shù)已成為重度和完全性聽力損失患者最有效的治療方法。但其治療效果取決于人工耳蝸靶向的螺旋神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元（Spiral Ganglion Neuron，SGNs）的數(shù)量和正常生理功能。但是，成年哺乳動物的SGNs在損傷后的修復(fù)能力非常有限。而電刺激可作為調(diào)節(jié)興奮性細(xì)胞形態(tài)和功能的有效線索。因此，開發(fā)一種高效的人工耳蝸電聲刺激（Electroacoustic Stimulation，EAS）系統(tǒng)來研究SGNs的行為是非常重要的。

在這項研究中，團(tuán)隊人員利用Ti₃C₂T_x MXene調(diào)節(jié)Matrigel水凝膠的理化特征，構(gòu)建了一個結(jié)合人工耳蝸和導(dǎo)電Ti₃C₂T_x MXene-Matrigelt復(fù)合水凝膠的電聲刺激三維培養(yǎng)系統(tǒng)。SGN在Ti₃C₂T_x MXene-Matrigel復(fù)合水凝膠中培養(yǎng)，并施加人工耳蝸轉(zhuǎn)導(dǎo)的電聲刺激。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該體系表現(xiàn)出優(yōu)異的生物相容性，并且低頻的電聲刺激能夠促進(jìn)SGN生長錐的發(fā)育和神經(jīng)突的生長。團(tuán)隊成員進(jìn)一步的實驗發(fā)現(xiàn)，低頻的電聲刺激還會增加體系中培養(yǎng)的SGN的突觸密度，并且能夠促進(jìn)由Ca離子介導(dǎo)的細(xì)胞間的信號傳遞。本研究對Ti₃C₂T_x MXene-Matrigel復(fù)合水凝膠優(yōu)化人工耳蝸植入術(shù)后聽力效果具有潛在的臨床應(yīng)用價值。

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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c06306