高可拉伸的3D微电极阵列用于心脏球体和中脑器官的非侵入性功能评估

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 有机物技术 有机物技术
• 电力生理学 电力生理学

背景情况:

• 机器人是一种先进的3D生物模型,模仿人类器官结构和功能.
• 目前的体外测定工具主要是二维的,这限制了对3D电源性器官的全面功能评估.
• 在3D环境中评估有机体的电生理活动存在重大挑战.

研究的目的:

• 介绍一种新型,高度可拉伸的3D多电极阵列 (sMEA) 用于电源性器官的功能评估.
• 为了实现符合性覆盖和与有机体的稳定接触,用于高准确度的电生理学记录.
• 为了促进可扩展的生产和用户友好的应用,以便广泛传播和在研究中使用.

主要方法:

• 制造晶圆尺度,可伸缩的3D多电极阵列 (sMEAs),具有优化的蛇形和桥梁结构.
• 集成突出的微电极,以与不同尺寸 (5001500μm) 的有机体保持稳定,合规的接触.
• 使用sMEA系统从心脏球体和中脑器官进行电生理学记录.

主要成果:

• 该sMEA实现了合规覆盖面和与有机体的稳定接触,使电生理学记录成为可能.
• 记录显示了高的信号噪声比 (SNR),这对于准确的功能评估至关重要.
• 该系统成功地捕获了来自各种有机体模型的电生理信号,验证了其多功能性.

结论:

• 开发的sMEA提供了一个强大的解决方案,用于在3D环境中对电生成器官的功能评估.
• 高SNR记录有助于药物效应评估,为高通量药物查铺平了道路.
• 易于使用的sMEA平台支持3D时空绘图和器官质量评估协议的标准化.