多功能微电极阵列用于监测空气-液体接口上的人类iPSC衍生3D神经组织

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物技术是生物技术.
• 药物发现 药物发现 药物发现

背景情况:

• 来自人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 的工程3D神经组织对药物发现和神经毒理学有价值.
• 目前的局限性包括3D培养中氧气/营养物质扩散差,阻碍了使用微电极阵列 (MEA) 的电生理监测.
• 空气-液体接口 (ALI) 培养方法与MEA技术相结合,为改善3D神经组织活力和监测提供了潜在的解决方案.

研究的目的:

• 开发和验证使用多孔MEA生物芯片和ALI培养的新型3D神经组织培养系统.
• 评估不同的Stripe-MEA配置在3D组织中记录神经活动的有效性.
• 为研究神经网络功能和疾病建立一个更强大,更具生理相关性的体外模型.

主要方法:

• 使用hiPSC衍生的神经元和质细胞开发3D神经组织培养过程.
• 设计和制造与记录电极集成的新型多孔,柔性薄膜MEA生物芯片 ("Strip-MEAs").
• 在3D神经组织周围实施空气-液体接口 (ALI) 培养技术.
• 记录和分析自发的神经活动使用条形MEAs在三个不同的配置:下面,上方,并嵌入在3D神经组织.

主要成果:

• 通过使用开发的培养系统,成功地在3D神经组织周围维持ALI.
• 在所有三种Stripe-MEA配置中展示了自发的神经活动记录.
• 验证Stripe-MEA在3D神经组织内和周围监测神经活动的多功能性.

结论:

• 开发的ALI培养系统与Stripe-MEAs提供了一个有效的接口,用于对3D神经组织的电生理监测.
• 这种方法克服了扩散的局限性,提高了组织活力,为更准确的体外药物查和疾病建模铺平了道路.
• 条形MEAs的多功能记录配置允许在复杂的3D模型中全面分析神经网络功能.