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      工程師可以創(chuàng)建精密的傳感器以最小的干擾監(jiān)控心臟細(xì)胞
      
			
      
				2019-01-03 14:39:23
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      工程師們首次展示了一種能夠在不影響其行為的情況下密切監(jiān)測(cè)跳動(dòng)心臟細(xì)胞的電子設(shè)備。東京大學(xué)，東京女子醫(yī)科大學(xué)和日本RIKEN之間的合作產(chǎn)生了心臟細(xì)胞的功能性樣本，其中軟納米網(wǎng)狀傳感器與組織直接接觸。該裝置可以幫助研究其他細(xì)胞，器官和藥物。它還為未來的嵌入式醫(yī)療設(shè)備鋪平了道路。
      

      工程師可以創(chuàng)建精密的傳感器以最小的干擾監(jiān)控心臟細(xì)胞
      

      在我們每個(gè)人的內(nèi)心打敗了一顆維持生命的心臟。不幸的是，器官并不總是完美的，有時(shí)會(huì)出錯(cuò)。關(guān)于心臟的這種或那種方式的研究對(duì)我們所有人來說都是至關(guān)重要的。因此，當(dāng)東京大學(xué)Takao Someya教授的研究員Sunghoon Lee想出了可以監(jiān)測(cè)功能細(xì)胞的超軟電子傳感器的想法時(shí)，他的團(tuán)隊(duì)抓住機(jī)會(huì)使用這種傳感器來研究心臟細(xì)胞，或者心肌細(xì)胞，因?yàn)樗麄儞魯　?/p>

      “當(dāng)研究人員研究心肌細(xì)胞時(shí)，他們會(huì)在堅(jiān)硬的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)它們，并附著剛性的傳感器探針。這會(huì)阻礙細(xì)胞隨著樣品跳動(dòng)而自然移動(dòng)，因此觀察結(jié)果并不能很好地反映現(xiàn)實(shí)，”Lee說。“我們的nanomesh傳感器使研究人員能夠以更加忠實(shí)于自然界的方式研究心肌細(xì)胞和其他細(xì)胞培養(yǎng)物。關(guān)鍵是將傳感器與柔性基質(zhì)或堿基一起使用，以使細(xì)胞生長。”
      

      在這項(xiàng)研究中，來自東京女子醫(yī)科大學(xué)的合作者提供了一種健康的人類干細(xì)胞來源的心肌細(xì)胞培養(yǎng)物。培養(yǎng)基是一種非常柔軟的材料，稱為纖維蛋白凝膠。Lee將納米網(wǎng)狀傳感器放置在細(xì)胞培養(yǎng)物的頂部，這是一個(gè)復(fù)雜的過程，包括在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間去除和添加液體培養(yǎng)基。這對(duì)于正確定位納米網(wǎng)格傳感器很重要。
      

      “精細(xì)的網(wǎng)狀傳感器很難完美地放置。這反映了制造它所需的精致觸感，”Lee繼續(xù)說道。“作為整個(gè)網(wǎng)狀傳感器基礎(chǔ)的聚氨酯線條比人類頭發(fā)薄10倍。它需要大量練習(xí)并將我的耐心推到極限，但最終我做了一些工作原型。”
      

      為了制造傳感器，首先將一種稱為電紡的工藝將超細(xì)聚氨酯線擠出成平板，類似于一些常見的3D打印機(jī)的工作方式。然后將這種蜘蛛網(wǎng)狀薄片涂在聚對(duì)二甲苯(一種塑料)上以加強(qiáng)它。通過使用模板的干蝕刻工藝去除網(wǎng)格的某些部分上的聚對(duì)二甲苯。然后將金施加到這些區(qū)域以制造傳感器探針和通信線。額外的聚對(duì)二甲苯隔離探針，使其信號(hào)不會(huì)相互干擾。
      

      使用三個(gè)探頭，傳感器讀取三個(gè)位置的電壓。對(duì)于那些觀看醫(yī)院戲劇的人來說，讀數(shù)似乎很熟悉，因?yàn)樗举|(zhì)上是心電圖。由于有多個(gè)探針，研究人員可以看到信號(hào)的傳播，這些信號(hào)由細(xì)胞產(chǎn)生并觸發(fā)細(xì)胞。這些信號(hào)被稱為動(dòng)作或野外電位，在評(píng)估藥物對(duì)心臟的影響時(shí)非常重要。
      

      “藥物樣本需要進(jìn)入細(xì)胞樣本，固體傳感器會(huì)使藥物分布不良或阻止它完全到達(dá)樣本。因此納米網(wǎng)格傳感器的多孔性質(zhì)是有意的，是整個(gè)想法的驅(qū)動(dòng)力，”李說。 。“無論是用于藥物研究，心臟監(jiān)測(cè)還是減少動(dòng)物測(cè)試，我都迫不及待地想看到這種設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)和使用。當(dāng)我看到那些金線的特寫圖像時(shí)，我仍然感受到強(qiáng)烈的感覺。 “
      
			

			
        
      
			
      
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