仿鱼侧线传感器可并行监测跳动心脏类器官

仿鱼侧线传感器可并行监测跳动心脏类器官

News Medical 6月30日报道,东京大学参与的国际团队开发了一种受鱼类侧线系统启发的传感器,用于测量实验室培养3D心脏组织,即心脏类器官的搏动。该装置被称为生物力学孔板,可把类器官跳动转化为压力和传感信号,并无线传输到应用程序。

过去十年,3D心脏类器官推动了心血管研究进展。这些由细胞培养形成的小型组织团块通常不超过3毫米,不能完整复制人类心脏,但足以用于研究心脏发育、疾病过程和新治疗影响。相比二维细胞培养和动物实验,类器官在模拟人类心脏行为方面具有一定优势。

研究难点在于,心脏类器官体积小、结构复杂。以往方法可能需要把类器官直接生长在传感器上,限制传感器重复使用;或依靠显微镜逐个分析,耗时且难以同步完成大规模测试。新装置的目标是同时监测大量类器官,从而提高药物筛选和未来个体化医学测试的速度。

装置外观类似一个小型白色盒子,包含四个充满液体的孔。类器官放入孔中后,每次搏动都会使液体向下方空气腔轻微鼓起,造成空气压力变化,进而弯曲下方悬臂梁传感器。研究人员通过精细控制液体、空气腔和传感器之间的界面,使液体能进入空气腔变形但不发生淹没。

该设计灵感来自鱼类侧线。侧线通过水流经小孔推动胶质结构,再由感觉细胞转化为神经信号,使鱼感知周围环境变化。研究团队把类似原理用于捕捉心脏类器官搏动产生的微小流体变化。报道认为,装置可重复使用、劳动强度较低、易于扩展,未来有望同时监测数百个测试条件,但仍属于实验平台技术,并非直接用于患者诊断。

原文链接:http://www.news-medical.net/news/20260629/Fish-inspired-device-enables-scalable-monitoring-of-beating-heart-organoids.aspx

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