[发明专利]一种基于电磁感应诱导间充质干细胞神经分化的方法

说明书

本发明公开了一种基于电磁感应诱导间充质干细胞神经分化的方法，包括以下步骤：将间充质干细胞接种于石墨烯薄膜上，得到培养体系；将培养体系置于含有永磁铁的电磁感应装置中，通过永磁铁产生的电磁感应诱导间充质干细胞进行神经分化。石墨烯薄膜是通过CVD沉积在镍片上制备石墨烯‑镍片基底，再将PDMS旋涂在石墨烯‑镍片基底上，最后通过刻蚀掉镍片得到石墨烯薄膜。本发明将间充质干细胞接种于石墨烯薄膜上，利用电磁感应原理，在固定旋转磁场频率的前提下，干细胞便可在石墨烯介导，电磁感应诱导产生的固定大小的感应电流或感应电动势的作用下，进行神经分化，从而解决了间充质干细胞难以进行神经分化的问题。

技术领域

本发明涉及生物医学工程技术领域，具体涉及一种基于电磁感应诱导间充质干细胞神经分化的方法。

背景技术

干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞，在基因治疗、自身免疫性疾病、神经系统等疾病治疗显示出巨大的临床应用前景。高效诱导干细胞分化为神经元是解决神经元损伤和数量不足的可靠方法。目前诱导干细胞神经分化的方法有几种：1)化学方法，如Woodbury利用β-巯基乙醇或二甲基亚砜和丁羟茴香醚等多种成分组合在一起，在体外能诱导MSCs向神经元样细胞分化；2)生长因子处理，如碱性成纤维生长因子，表皮生长因子，血小板生长因子诱导干细胞的神经分化；3)与神经细胞共培养；4)基因修饰，如转染神经营养因子等。这些方法有的操作复杂，有的是多种混合物共同作用的结果，且诱导因子半衰期短，价格昂贵，不利于临床治疗，并且间充质干细胞很难在体外通过诱导进行神经分化。所以亟需一种简单、高效的间充质干细胞体外诱导神经分化方法。

发明内容

针对上述问题及需求，本发明的目的是提供一种基于电磁感应现象的能够诱导间充质干细胞神经分化的方法。本发明利用电磁感应原理将细胞接种在处于旋转磁场中的石墨烯纳米材料基底上，并在固定旋转磁场频率的前提下，间充质干细胞便可在石墨烯薄膜介导、电磁感应诱导产生的固定大小的感应电流或感应电动势的作用下，进行神经分化。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种基于电磁感应现象的能够诱导间充质干细胞神经分化的方法，包括以下步骤：

(1)将间充质干细胞接种于石墨烯薄膜上，添加间充质干细胞增殖培养液，得到培养体系；

(2)将培养体系置于含有永磁铁的电磁感应装置中，通过永磁铁产生的电磁感应诱导间充质干细胞进行神经分化。

优选的，所述石墨烯薄膜由以下方法制备：

(1)将甲烷、氢气和氩气通过CVD方法在基底上制备纳米级石墨烯层，得到纳米级石墨烯-基底；

(2)在步骤(1)得到的纳米级石墨烯-基底上滴加PDMS，旋涂均匀后进行反应，得到PDMS-纳米级石墨烯-基底；

(3)将步骤(2)得到的PDMS-纳米级石墨烯-基底进行刻蚀除去基底，清洗、干燥后得到PDMS-纳米级石墨烯，即为石墨烯薄膜。

优选的，步骤(1)中，所述基底为镍片；所述纳米级石墨烯层的厚度为10-100nm。

优选的，步骤(2)中，反应的温度为60～80℃，时间为3-24h。

优选的，步骤(3)中，所述刻蚀为将PDMS-纳米级石墨烯-基底放入六水合三氯化铁-稀盐酸的混合溶液中，在室温下浸泡24-72h。

优选的，所述六水合三氯化铁-稀盐酸的混合溶液是将浓度为0.1-0.25mol/L的盐酸溶液加入到六水合三氯化铁溶液中制备得到的。

优选的，所述含有永磁铁的电磁感应装置包括永磁铁以及与永磁铁连接的旋转杆；所述旋转杆一端穿过固定器的底面；所述固定器内设有转动电机；所述旋转杆的一端与永磁铁活动连接，另一端与转动电机连接；所述固定器与支撑架连接。