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电生理学测量从二维拓展到三维 “芯片器官”平台可高精度采集心脏网上号

电【生】理【学】测量【从】【二】维拓展【到】【三】维
“芯片器官”平台【可】高精度采集心脏网【上】号

科技报纽约8月26电 (记者冯卫东)米【国】卡内基梅隆【大】【学】【和】货币加坡南洋理【工】【大】【学】【的】研究【人】员开【发】【出】【一】【种】称【为】“电【子】芯片【上】【的】器官”【的】平台,该平台【可】利【用】【生】物电传感器【对】心脏细胞【的】电【生】理【学】【进】【行】【三】维测量。相关研究【成】果【发】表【在】最近【的】《科【学】【进】展》杂志【上】。

研究【人】员将【一】系列由金属电极【可】【能】石墨烯传感器制【成】【的】传感器阵列固【定】【在】芯片表【面】,然【后】蚀刻【出】【一】【个】锗金属底层。移除【这】【个】底层【后】,【生】物传感器阵列【就】【可】释放并【以】桶形结构【从】表【面】卷【起】。

研究团队【在】心脏球体(由心脏细胞制【成】【的】细【长】器官)【上】测试【了】该平台,【这】些【三】维心脏球体【的】宽度约【为】2—3根【人】类头【发】。通【过】将平台盘绕【在】球体【上】,【可】高精度【地】收集网【上】号读数。【他】【们】通【过】【对】卷【起】【过】程【的】力【学】【分】析精确【地】控制传感器【的】形状,【以】确保传感器与心脏组织【之】间【的】接触。该技术【还】【可】【自】【动】调节传感器【和】组织【之】间微妙“接触”【的】水平,【以】避免因外【部】压力【而】改变组织【的】【生】理条件,【从】【而】测量【出】高质量【的】网【上】号。

【多】【年】【来】,电【生】理【学】测量只【能】【在】【二】维组织培养皿【中】培养【的】细胞【上】完【成】。但现【在】,【这】些惊【人】【的】电【生】理【学】技术【可】【以】应【用】【于】【三】维结构。研究【人】员表示,其创建【的】【三】维【自】卷【生】物传感器阵列【可】探索源【自】心肌细胞【的】诱导【多】【能】干细胞【的】电【生】理【学】,研究心脏组织再【生】【和】【成】熟,【可】【用】【于】治疗心脏病【发】【作】【后】【的】受损组织【可】【能】开【发】治疗疾病【的】货币药。

研究【人】员表示,“电【子】芯片【上】【的】器官”技术【还】【有】助【于】开【发】【和】评估【用】【于】疾病治疗【的】药物功效,甚至【可】直接【在】【人】类组织【上】筛选药物【和】毒素,【而】【不】【是】【在】【动】物组织【上】【进】【行】测试。

总编辑圈点

【生】命现象【大】【多】【都】伴【有】【生】物电【的】变化,电【生】理【学】【也】【是】随【着】电【子】仪器【和】电【生】理技术【的】【进】步【发】展【而】【来】。其实,【就】连【小】【小】【的】细胞,【也】【有】电【活】【动】。体坛细胞【活】【动】【时】【的】电变化,【可】【以】【在】微观层【面】【了】解正常状态【下】【生】物电变化【的】机制,【也】【可】【以】探索疾病【时】异常状态【下】【的】【生】物电现象。文【中】【所】【说】【的】【三】维【自】卷【生】物传感器阵列,身段灵【活】柔软,【还】【能】【自】【行】调节【自】己【和】组织【之】间【的】接触水平,【从】【而】达【成】高精度【的】网【上】号信息收集。【而】电【生】理【学】测量技术【的】【进】步,【也】【为】货币【的】药物研【发】平台【的】诞【生】提供【了】【可】【能】性。

电生理学,力学分析,传感器阵列,多能干细胞,接触

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