机械匹配的芯片上心脏平台介导激发-收缩合的成熟
Junlei Han1,2, Xingyuan Xu1,2, Jianhua Li3
1School of Mechanical Engineering, Qilu University of Technology (Shandong Academy of Sciences), Jinan 250353, China.
ACS nano
|June 26, 2025
概括
本研究介绍了一种机械匹配的心脏芯片 (HOC) 平台,可以克服心脏研究中的数据捕获问题. 新型HOC增强心肌细胞功能,提高药物测试的准确性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 心血管研究研究心血管研究
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 现有的心脏芯片 (HOC) 平台在心肌组织,传感器和基板之间表现出机械不匹配.
- 这种不匹配会损害心肌功能,并影响心脏研究中的数据采集.
研究的目的:
- 开发一种机械匹配的HOC平台,模仿肌肉组织的模块.
- 用HOC技术改善心肌细胞功能,数据采集和药理学评估.
主要方法:
- 使用液态气相过渡诱导的孔化制造基于聚二甲基 (PDMS) 的高氧化物来调整Young的模量.
- 机械表征表明可调节模块与心肌组织相匹配 (30-70 kPa心上膜,28-37 kPa心内膜).
- 长期 (11天) 电机监测心肌细胞和基因表达分析.
主要成果:
- HOC平台表现出高耐用性,经受住了超过100万次的拉伸周期.
- 与机械匹配的HOC相比,与不匹配的模型相比,显著提高了心肌细胞激发-收缩合的128%.
- 观察到关键基因 (例如,ITGA1,CACNA1C,SCN5A,KCNH2) 与细胞粘附,收缩和电传播相关的升调.
结论:
- 机械匹配的HOC平台有效地解决了现有模型的局限性,改善了心脏细胞功能和监测.
- 与机器学习的整合提高了药物分类的准确性,突出了先进药理学研究的潜力.
- 这种HOC技术为心脏研究和药物发现提供了强大而可靠的工具.
