使用聚電解質多層膜修飾水膠表面結合生長因子釋放於神經幹細胞分化行為之研究

中風、脊髓損傷及大腦損傷等問題會造成腦中的空穴。幹細胞合併生醫支架移植有助於填充空腔並取代損壞的神經元。神經幹細胞對於神經工程的重大進展而言有相當大的發展可能性，非常適合做為神經疾病修復的候選。此外，水膠材料例如玻尿酸具有可調控的機械性質適合作為大腦或脊髓損傷的填充物，然而，這些水膠材料無法支持細胞的貼附，因此這些水膠材料需要做進一步的改植。一個成功的神經網絡建立的核心元件包含神經突觸生長的誘導控制、神經元在人工材料上的發展、及功能性突觸的建立。本研究室過去成功建立並證明可藉由聚電解質多層膜系統進行為環境的調控進而影響神經幹細胞的分化。因此，我們推測可藉由天然的聚電解質多層膜改植水膠材料的生物性質，我們認為藉由改變水膠材料的濃度與聚電解質多層膜的層數可調節神經突觸的生長與神經元的分化比例於此。我們將建立一個聚電解質多層膜修飾水膠支架的系統，並建立一個中風老鼠修復的模式進行動物實驗。本研究為三年期的計畫，在計畫的第一年，我們將建立以聚電解質多層膜修飾水膠支架的系統並觀察分析水膠支架的表面性質變化。材料表面性質的變化包含電性、厚度、親疏水性、粗糙度、材料表面軟硬度將以原子力顯微鏡、接觸角測試、及橢圓儀等進行量測與分析。此外，逐層堆疊的聚電解質多層膜也將合併包埋多種生長因子進行控制釋放以輔助神經幹細胞的誘導分化。計劃進行的第二年，系列的生物分析包含神經突觸的生長、分化程度、訊息傳導及訊息途徑等分析都將持續進行。此外，我們也將更進一步分析神經網絡建立的重要元件包含突觸生成、突觸功能性、及神經傳導因子釋放等。在計劃進行的第三年，我們會建立大鼠中風的評估模式，並進行動物行為分析與植入後的各種生物分析的評估。由於水膠材料近似於天然的大腦結構且經由聚電解質多層膜改植後可改善其生物性質，我們認為此系統將可建立一個成功的神經網絡並使用於大腦損傷的修復。

系統編號:PB10408-5729
原計畫編號:MOST104-2221-E182-019