科学家使用磁铁调节疼痛细胞的活动

加州大学洛杉矶分校的生物工程师已经证明，含有微小磁性颗粒的凝胶状材料可用于治疗疾病或受伤引起的慢性疼痛。广泛地讲，该研究证明了可推动和拉动细胞以治疗疾病的生物力学力的应用前景广阔。

加州大学洛杉矶分校生物工程学教授，这项研究的主要研究者迪诺·迪卡洛说：“许多主流现代医学都集中在使用药物使体内的化学或分子发生变化来治疗疾病。”“但是，最近在小规模力量控制方面的突破开辟了一种新的治疗方法-利用物理力量来启动细胞内部的有益变化。还有很长的路要走，但是这项早期的工作表明，迈向所谓的“机械力学”之路是有前途的。”

研究人员在凝胶中使用小的磁性颗粒来控制细胞蛋白质，这些蛋白质响应机械刺激并控制某些离子的流动。这些蛋白质在细胞膜上，在触觉和疼痛感中起作用。该研究发表在《先进材料》上。

“我们的结果表明，通过利用'神经网络动态平衡'，这是使生物系统恢复稳定状态的想法，可以减轻神经系统的疼痛信号，”最近的安迪·卡平泰(Andy Kah Ping Tay)说。 UCLA博士研究生，是该研究的主要作者。“最终，这可能会导致提供治疗性疼痛缓解的新方法。”

为了制造磁化凝胶，他们从聚合物，透明质酸开始，这种透明质酸是在脊髓和大脑中天然发现的凝胶状材料，有助于为身体那些部位的细胞提供结构支撑。该材料还可以人工生产，并用作化妆品和美容产品中的填充剂和防潮层。

研究人员将微小的磁性颗粒放入了生物相容性凝胶中。接下来，他们在凝胶中生长出一种初级神经细胞-背根神经节神经元。

在实验室测试中，他们施加磁场以在颗粒上产生“拉”力，该力通过凝胶传递至嵌入的细胞。

研究人员发现，电磁感应的机械力导致神经元中钙离子的增加。离子的涌入表明神经元对这些力作出了反应。通过随着时间的推移稳定增加力，研究人员发现神经元通过减少疼痛信号来适应连续刺激。

在这项研究中，研究小组建议可以使用不同的生物材料来定制磁性凝胶，以治疗心脏和肌肉疾病。这些类型的生物材料也可以用于科学研究中，以模拟脑震荡或其他创伤事件，在这些事件中，人体细胞受到强大的物理力的影响。

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