在體外模擬心臟組織的收縮和電生理特性困難重重，傳統(tǒng)的研究方法若在體外復(fù)制同體內(nèi)相一致的心臟組織及環(huán)境極其具有挑戰(zhàn)性。當(dāng)然，這些具有同體內(nèi)相一致特征心臟組織將大大增加體外實驗的準(zhǔn)確性。

而微流控技術(shù)的出現(xiàn)以后，已經(jīng)為心肌細(xì)胞的體外實驗做出了貢獻(xiàn)，這些實驗?zāi)軌蛟隗w外產(chǎn)生控制心率的電脈沖信號。例如，研究人員已經(jīng)建立了一系列布局有傳感器和刺激電極的PDMS微反應(yīng)腔室，能夠作為電化學(xué)和光學(xué)監(jiān)測心肌細(xì)胞代謝的工具。另一個微流控芯片實驗室同樣將PDMS中的微流體網(wǎng)絡(luò)與平面微電極結(jié)合，則可以測量單個成年鼠心肌細(xì)胞的細(xì)胞電位。

圖2

    圖2層狀心肌分層組織結(jié)構(gòu)構(gòu)造中可進(jìn)行結(jié)構(gòu)——功能關(guān)系驗證的芯片。該芯片確定了構(gòu)成心臟組織的收縮結(jié)構(gòu)中心肌細(xì)胞的排列和有助于心肌收縮力產(chǎn)生的基因表達(dá)譜（受形狀和細(xì)胞結(jié)構(gòu)變形影響）。該心臟芯片是生物合成結(jié)構(gòu)：各向異性心室心肌是工程化的彈性體薄膜。

    此特定微流控裝置的設(shè)計和制造過程包括以下幾步：需要首先用膠帶（或任何保護(hù)膜）覆蓋玻璃表面的邊緣，以便輪廓基底形成的期望形狀，然后進(jìn)行PNIPA（基丙烯酰胺）的旋轉(zhuǎn)涂層；待其溶解后，將保護(hù)膜剝離，則可以得到PNIPA的獨(dú)立體；最后的步驟是將PDMS的保護(hù)表面旋涂在覆蓋層上并固化。肌肉薄膜（MTF）可在PDMS的薄柔性基底上進(jìn)行使心肌單層的工程化操作。為了適當(dāng)接種2D細(xì)胞培養(yǎng)物，使用微接觸印刷技術(shù)在PDMS表面上布置纖連蛋白“磚墻”圖案，一旦將心室肌細(xì)胞接種在圖案化功能化底物上，則纖連蛋白模式取向可以產(chǎn)生各向異性單層細(xì)胞。

（作者：陳有靈犀 科學(xué)網(wǎng)科學(xué)網(wǎng)轉(zhuǎn)載僅供參考學(xué)習(xí)及傳遞有用信息，版權(quán)歸原作者所有，如侵犯權(quán)益，請聯(lián)系刪除）