研究心肌细胞或心肌细胞可能非常困难,因为在移动的细胞上安装刚性传感器会阻碍这些细胞的移动。东京大学、东京女子医科大学和日本理研研究所的科学家们进行了一项合作,制作出了一种心脏细胞的功能性样本,该样本带有一个柔软的纳米网格传感器,与组织直接接触。这个装置可以帮助研究其他细胞、器官和药物。它也为未来的嵌入式医疗设备铺平了道路。
对心脏的研究对我们所有人都至关重要。因此,当Sunghoon Lee,东京大学Takao Someya教授团队的研究人员,想到一个可以监测功能细胞的超声波电子传感器的想法时,他的团队抓住了这个机会,使用这个传感器来研究心脏细胞,或心肌细胞,当他们跳动时,报道东京大学新闻稿.
“当研究人员研究心肌细胞活动时,他们在硬培养皿上培养它们,并附着刚性传感器探针。这些阻碍了细胞随着样本跳动而自然移动的趋势,所以观察结果不能很好地反映现实。”“我们的纳米网格传感器使研究人员能够以一种更忠实于它们本质的方式来研究心肌细胞和其他细胞培养物。关键是将传感器与灵活的基底结合使用,以便细胞在其上生长。”
东京女子医科大学提供了人类干细胞衍生的心肌细胞健康培养物,其基底由纤维蛋白凝胶制成。Lee通过一个复杂的过程将纳米网格传感器放置在细胞培养物的顶部,包括在适当的时间移除和添加液体培养基。然后,细胞可以被放置在凝胶上,并与传感器接触,在整个过程中增殖。
阅读更多Vaxxas纳米贴片是一种新型、经济有效和安全的疫苗输送系统
为了制造传感器,首先要进行一种叫做静电纺丝的工艺,将超细的聚氨酯链挤压成一张平板,类似于一些常见的3D打印机的工作原理。然后在这种蜘蛛网状的薄板上涂上一层聚苯乙烯(一种塑料),以加强它的强度。网孔的某些部分上的二甲苯是用模版干蚀刻法除去的。然后在这些区域涂上黄金,制成传感器探针和通信电线。额外的聚炔将探针隔离,因此它们的信号不会相互干扰。
“无论是用于药物研究、心脏监测器还是减少动物试验,我都迫不及待地想看到这种设备被生产出来并投入实战。当我看到那些金线的特写图片时,我仍然有一种强烈的感觉。”