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Updated: Jun 13, 2026
10:42
Developing 3D Organized Human Cardiac Tissue within a Microfluidic Platform
Published on: June 15, 2021
5.1K
Diseño de pilares cónicos para la lectura de fuerza de alta precisión en tejidos cardíacos diseñados en miniatura a
Milica Dostanić1, Maury Wiendels1, Laura M Windt1
1Department of Anatomy and Embryology, Leiden University Medical Center, Leiden, 2333 ZC, The Netherlands.
Advanced healthcare materials
|August 30, 2025
Resumen
Los nuevos pilares cónicos mejoran los dispositivos de tejido cardíaco de ingeniería (EHT) para mediciones más precisas de la fuerza de contracción de los miocitos. Esta innovación reduce la variabilidad y mejora la sensibilidad en la respuesta a los medicamentos y el modelado de enfermedades utilizando células cardíacas derivadas de células madre pluripotentes inducidas por humanos.
Área de la Ciencia:
- Ingeniería biomédica
- Investigación cardiovascular
- Tecnología de células madre
Sus antecedentes:
- Los tejidos cardíacos modificados (EHT) que utilizan células madre pluripotentes inducidas humanas (hiPSC) modelan la fisiología cardíaca y las respuestas a los medicamentos.
- La variabilidad en el posicionamiento de los tejidos en los pilares flexibles causa mediciones inconsistentes de la fuerza contráctil en los EHT.
Objetivo del estudio:
- Introducir nuevos pilares cónicos para el confinamiento espacial de los tejidos en los dispositivos EHT.
- Mejorar la precisión, sensibilidad y reproducibilidad de las mediciones de fuerza contráctil en EHT.
Principales métodos:
- Fabricación de dispositivos EHT mediante el uso de polidimetilsiloxano (PDMS) moldeado en cavidades de silicio cónicas micromachinadas.
- Investigación del diseño y la rigidez del pilar cónico para entornos mecánicos óptimos y cultivo EHT a largo plazo.
- Cuantificación de la eficiencia de confinamiento de los tejidos y correlación con la geometría y rigidez de los pilares.
Principales resultados:
- Los pilares cónicos lograron una eficiencia de confinamiento de más del 90%, superando significativamente a los pilares rectos (30%).
- El confinamiento del tejido dependía principalmente de la geometría del pilar, no de la rigidez.
- Los pilares cónicos optimizados aumentaron la precisión en las lecturas de fuerza y permitieron la detección sensible de los efectos de medicamentos / enfermedades.
Conclusiones:
- Los pilares cónicos limitan efectivamente los tejidos en los dispositivos EHT, reduciendo la variabilidad y mejorando la precisión de la medición.
- Esta tecnología mejora la utilidad de los EHT derivados de hiPSC para la investigación cardíaca in vitro y la detección de fármacos.
- Los dispositivos EHT optimizados con pilares cónicos ofrecen una plataforma más sensible para estudiar la contractilidad cardíaca.
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Compared to skeletal muscles, cardiac muscle cells are small and mostly have a single nucleus. Additionally, they are usually...
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The primary role of cardiac muscles is to propel blood throughout the cardiovascular system. The cardiac muscle cells, or cardiomyocytes, exhibit specialized characteristics that allow them to perform this function.
Cardiac muscle cells are smaller than skeletal muscles, averaging 10–20 mm in diameter and 50–100 mm in length. However, they have large energy demands for continuous contraction and relaxation. This energy is almost exclusively derived from aerobic metabolism of energy reserves in...
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Deoxygenated blood from the body is received in the right...
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As the embryo undergoes lateral folding, these paired tubes approach each other, merging into a single primitive heart tube by...
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