自动滚动传感器在3D中采用心细胞读数

En-e-Chip方法将有助于开发和评估药物在疾病治疗方面的疗效 - 甚至可以使研究人员能够直接在类似人类的组织上筛查药物和毒素，而不是在动物组织上测试。该平台将用于阐明心脏的电信号和疾病（例如心律不齐）之间的连接。该研究使研究人员可以研究当前无法访问的培养细胞中的过程，例如组织发育和细胞成熟。

“数十年来，使用二维表面上的细胞和培养物（例如培养皿）进行了电生理学，”生物医学工程与材料科学与工程学副教授Tzahi Cohen-Karni说。“我们试图通过开发一种在心脏细胞周围缩小包装传感器并从该组织中提取电生理信息的方法来避免在3D中阅读心脏的电图案的挑战。”

“ Organ-on-e-Chip”平台以一个小的平坦矩形开头，与微观的Slap Bapelet不同。一块滑动手镯是一种刚性的，类似尺子的结构，但是当您释放张力时，它会迅速凝结到手腕周围的乐队。

芯片的器官开始类似。研究人员将一系列由金属电极或石墨烯传感器制成的传感器数到芯片的表面，然后蚀刻底层的锗底层，这被称为“牺牲层”。一旦去除了该牺牲层，生物传感器阵列就会从其固定中释放出来，并以枪管形结构从表面滚动。

研究人员在心脏球体或由心脏细胞制成的细胞器官上测试了平台。这些3D心脏球体大约是两到三头毛的宽度。将平台串起在球体上，使研究人员可以高精度收集电信号读数。

该研究的主要作者Anna Kalmykov说：“本质上，我们创建了3D自动生物传感器阵列，用于探索诱导的多能干细胞衍生的心肌细胞的电生理学。”生物医学工程的学生。“该平台可用于对心脏组织再生和成熟的研究，例如，可以在心脏病发作后或开发新药治疗疾病后可能用于治疗受损的组织。”

通过与亚当·费恩伯格（Adam Feinberg）和吉米·赫西亚（Jimmy HSIA）的实验室合作，研究人员能够设计概念验证并在3D微型形成的心肌细胞球体上对其进行测试。

“汇总过程的力学分析使我们能够精确控制传感器的形状，以确保传感器与心脏组织之间的接触符合。”。“该技术还会自动调整传感器和组织之间的微妙'触摸'水平，从而测量高质量的电信号，而不会因外部压力而导致组织的生理条件发生变化。”

科恩·卡尼说：“整个想法是采用传统上在平面几何形状上完成的方法，并在三个维度上进行。”“我们的器官本质上是3D。多年来，使用仅在2D组织培养皿上培养的细胞进行电生理学。但是现在，这些惊人的电生理技术可以应用于3D结构。”