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在体外将神经细胞精确的控制到功能性回路和网络中不仅是神经生物学研究的基本兴趣点，也是研究信息技术(如神经细胞为基础的生物传感器和人工神经网络)的主要方法之一。在神经发育和损伤再生的过程中，突起如何到达特定的靶点并与其建立起正确的突触联系同样也是神经生物学研究的焦点问题。这些研究都需要对神经元的生长进行精确的控制。神经元形态和一般细胞不同，其神经末梢的宽度一般在几十纳米到几个微米之间，因此很难控制其几何形态，以微接触印刷和微流控技术为代表的一系列软刻蚀技术的出现和日益完善为该方面的研究提供了新的契机。
本论文利用微接触印刷、微流通道、电化学方法为主要技术途径，结合细胞生物学以及统计分析等方法，首次发现了一种新的神经突起定向生长机制，并建立起神经突起分支的精确控制的平台，主要包括以下三个部分的工作：
1)发现了化学信号在开放平面诱导神经突起定向生长的新机制。微结构的细节可以在很大程度影响神经细胞生长锥的行为，生长锥可以感知层粘连蛋白(lamimin，LN)浓度的最大变化，并且引导神经突起沿着该位点定向生长。该过程在一定程度上依赖于肌动蛋白的活性；
2)微流控模型精确控制突起分支位点。通过微接触印刷和微流控模型对神经细胞生长基底进行不同的处理，可以精确控制神经突起发出分支的位点，进而控制神经网络形成的数量。并在该模型的基础上研究了不同基质浓度对突起分支的影响；
3)突起生长无分支模型的建立。利用聚醚F127(H(OCH2CH2)x(OCH2CHCH3)y(OCH2CH2)zOH)及自组装单分子膜(SAMs)建立了不可逆及可逆的神经突起生长无分支模型。并利用该模型研究了神经生长锥感知化学诱导信号的距离以及神经突起保持分支能力的时间。
综上所述，本论文工作以软刻蚀技术为基础，结合传统的细胞生物学研究方法，对神经突起定向生长的机制，以及神经突起分支的精确控制进行了探讨和研究。该研究结果将为神经生物学的基础研究提供便利的平台，并有助于开发人工材料用于神经损伤再生，或者用于构造以神经细胞为基础的生物传感器等。