可电传导支架用于调控与递送干细胞

本实验的总体目标是建立一个平台，用于在导电聚合物支架上对干细胞进行体外电刺激，并随后进行体内植入。该方法通过提供一种调控干细胞的手段，有助于解答脑卒中研究和干细胞生物学中的关键问题。其主要优势在于，干细胞可在体外得到优化，然后再进行移植。

尽管该方法可为中风康复研究提供见解，但也可作为新型细胞递送方法应用于其他系统。通常，初次使用该技术的用户会因细胞室组装所需的精确度以及开颅手术操作的复杂性而遇到困难。准备过程中，需将 2.5 × 12.5 厘米的金属板和流量阀进行高压灭菌。

接下来，使用腔室载玻片作为模板，裁剪两块PDMS。其中一块用于勾勒腔室的外围轮廓。在第二块上，从腔室载玻片内侧切下两个相邻的部分。

两个部件均应为矩形，并与腔室载玻片相匹配。现在开始逐层组装材料：依次放置金属板、未切割的PDMS、聚吡咯板（垂直方向放置）、带有切口的PDMS，最后放置细胞腔室。

仔细对齐各层，并将装置夹紧固定。接着，截取两段金属丝，使其从装置延伸至将要放置该装置的培养箱外部。通常，60 厘米的长度已足够。

接下来，使用银浆将导线连接到从腔室外侧伸出的聚吡咯板两端。待银浆固化后，使用环氧树脂加固并密封连接处。然后，使用万用表测量该组件的电阻。

每个腔室中施加的电场必须相同。接下来，将细胞接种到装置上，并按照文本方案所述进行电刺激。在植入细胞之前，从装置上移除导线。

然后，松开细胞培养室，将PDMS与导电支架分离。支架现已准备就绪，可用于植入。手术前一日，向实验动物的饮水中添加氨苄青霉素。

手术当天，使用异氟烷麻醉大鼠，并通过脚趾夹捏法确认麻醉效果。随后，向大鼠眼睛涂抹人工泪液以保持湿润。剃除颅骨部位毛发后，对动物进行铺巾，并准备无菌手术操作。

穿戴防护服，取出已灭菌的器械，并对头皮进行消毒。进行开颅手术时，在左侧皮层上方钻孔至硬脑膜。开孔大小应略大于1乘3毫米，即植入物的尺寸。

然后，切开硬脑膜，并使用显微外科细针将硬脑膜从脑组织上剥离。从TC培养箱中取出装置架，并关闭装置。接下来，小心地将体外系统中的导电支架植入大鼠大脑皮层。

然后用Surgicel覆盖植入物以固定，否则在皮肤缝合过程中可能发生移位。现在使用4-0丝线缝合伤口。缝合完成后，皮下注射缓释布托啡诺（buprenorphine SR）。随后将大鼠置于恢复笼中，直至其恢复意识。

术后操作步骤详见文本方案。将人神经前体细胞暴露于电刺激，然后使用细胞活力检测试剂进行染色。绿色表示活细胞。

细胞显然能够耐受电刺激。使用一微克总RNA，通过定量RTPCR检测了神经前体细胞释放的、在中风恢复过程中起重要作用的因子。采用ΔΔCt法对结果进行标准化后显示，电刺激暴露上调了BDNF和THBS1的表达。

观看该操作流程后，您应能充分理解如何建立用于电传导干细胞的细胞培养体系，以及随后将这些干细胞植入大鼠模型的方法。一旦熟练掌握，若操作得当，整个过程可在45分钟内完成。在进行该操作时，重要的是始终注意监测动物的呼吸节律和黏膜颜色，以确保麻醉状态适当。

请务必注意，操作大鼠和干细胞可能存在危险，应始终采取预防措施，例如穿戴适当的个人防护装备（PPE）。