器官芯片实例介绍：（三）Heart-on-a-chip 芯片心脏
在体外模拟心脏组织的收缩和电生理特性困难重重，传统的研究方法若在体外复制同体内相一致的心脏组织及环境极其具有挑战性。当然，这些具有同体内相一致特征心脏组织将大大增加体外实验的准确性。
而微流控技术的出现以后，已经为心肌细胞的体外实验做出了贡献，这些实验能够在体外产生控制心率的电脉冲信号。例如，研究人员已经建立了一系列布局有传感器和刺激电极的PDMS微反应腔室，能够作为电化学和光学监测心肌细胞代谢的工具。另一个微流控芯片实验室同样将PDMS中的微流体网络与平面微电极结合，则可以测量单个成年鼠心肌细胞的细胞电位。
图2
图2层状心肌分层组织结构构造中可进行结构——功能关系验证的芯片。该芯片确定了构成心脏组织的收缩结构中心肌细胞的排列和有助于心肌收缩力产生的基因表达谱（受形状和细胞结构变形影响）。该心脏芯片是生物合成结构：各向异性心室心肌是工程化的弹性体薄膜。
此特定微流控装置的设计和制造过程包括以下几步：需要首先用胶带（或任何保护膜）覆盖玻璃表面的边缘，以便轮廓基底形成的期望形状，然后进行PNIPA（基丙烯酰胺）的旋转涂层；待其溶解后，将保护膜剥离，则可以得到PNIPA的独立体；最后的步骤是将PDMS的保护表面旋涂在覆盖层上并固化。肌肉薄膜（MTF）可在PDMS的薄柔性基底上进行使心肌单层的工程化操作。为了适当接种2D细胞培养物，使用微接触印刷技术在PDMS表面上布置纤连蛋白“砖墙”图案，一旦将心室肌细胞接种在图案化功能化底物上，则纤连蛋白模式取向可以产生各向异性单层细胞。
（作者：陈有灵犀 转载仅供参考学习及传递有用信息，版权归原作者所有，如侵犯权益，请联系删除）