Abstract
奈米碳管自1991年首度被發現之後，迅速成為廣泛研究的材料之一。十幾年來，奈米碳管不斷的在奈米材料領域展現出潛力與應用價值。然而直到近年來，奈米碳管與神經科學領域的結合才逐漸的被探討與開發。本研究主要開發出一種能夠整合奈米碳管繩的裝置，希望藉由這個裝置，我們可以原位即時的觀察在奈米碳管繩上神經幹細胞的生長分化行為。本研究所開發出來的奈米碳管繩裝置除了能幫助我們觀察細胞行為外，還能夠讓我們藉由奈米碳管導電的特性來提供細胞在特定電流刺激下，觀察神經幹細胞的表現，評估未來應用在促進神經再生上的可行性。本研究中，奈米碳管由化學氣相沉積法所生長出來，收集下來的奈米碳管，再由團狀的型態製備為長約兩公分寬約一厘米的繩狀結構，繩狀奈米碳管再進一步組裝成為一個能夠培養細胞與提供電流刺激的裝置。奈米碳管的特性由掃描式電子顯微鏡、穿隧式電子顯微鏡以及拉曼光譜來分析。奈米碳管的生物相容性藉由WST-1、LDH還有Live/Dead染劑進行評估測試。結果顯示本研究所生長出來的奈米碳管為單壁奈米碳管，且奈米碳管並無顯著的生物毒性。神經幹細胞經過三週的培養仍然能夠存活在奈米碳管繩上。藉由奈米碳管繩裝置，我們發現神經細胞的突觸結構會受到奈米碳管繩上的表面結構導引所影響，進而偏好朝向表面螺紋結構的方向生長。另一方面，藉由螢光顯微鏡、及時定量聚合酶連鎖反應系統與螢光免疫染色評估後，觀察到 5 mV十五分鐘間歇性刺激有促進神經幹細胞突觸生長長度和神經幹細胞成熟分化的功效。