生物电子的多材料电液动力学打印与亚微尺度3D金柱用于体外和细胞内电生理学记录
Bingsong Gu1,2,3, Qihang Ma1,2,3, Jiaxin Li1,2,3
1State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, 710049, P. R. China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|January 10, 2025
概括
一种新的多材料电水力学打印 (EHDP) 方法可以创建微小的3D金柱,用于高质量的电生理学记录. 这种3D生物电极技术使敏感的蜂信号监控和药物测试应用成为可能.
科学领域:
- 生物电子学 生物电子学
- 纳米技术 纳米技术
- 电子生理学 电子生理学
背景情况:
- 3D生物电极对于电活细胞的电生理记录至关重要.
- 传统的微型制造和3D打印在高质量生物电极制造的分辨率上有局限性.
研究的目的:
- 开发一种新的多材料电水力学打印 (EHDP) 策略,用于制造微小的3D金柱.
- 通过使用先进的3D生物电子技术实现高质量的体外电生理学记录.
主要方法:
- 使用激光辅助的EHDP创建3D金柱,直径为0.64±0.04μm.
- 集成导电电路与聚胺被动化使用挤出式打印.
- 开发了具有多个室的全打印芯片,用于区域特定的记录.
主要成果:
- 在细胞培养条件下实现3D金柱的稳定导电性.
- 在亚微尺度3D支柱 (高度<5μm) 上证明了符合性细胞生长,用于敏感的细胞外记录 (<15μV振幅).
- 通过电穿孔启用了细胞内记录,并促进了药物测试应用.
结论:
- 多材料EHDP策略允许快速原型化3D生物电子器官芯片器官系统.
- 这项技术显著提高了电生理学记录的质量.
- 为先进的细胞电生理学和药物查平台铺平了道路.
