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柔软物质和液体

柔软物质和液体

生物组织与电子传感器系起来

29 Aug 2012
同一组织中的传感器和神经元

嵌入人类组织内的电子电路长期以来一直是科学小说的主干。现在,美国的科学家已经设计了一种方法来通过含有微小电子传感器的矩阵来发展活组织的文化。除了导致药物检测更好的组织培养,工作还可以有助于开发合成替代器官。

带嵌入式电子传感器的活组织的生长可以具有一系列生物和医学应用。然而,现在唯一的选择已经培养了组织,然后将电极插入其中。由于两个原因,这是不可取的。首先,推动样针的一系列电极不能以精确和敏感的方式进入组织。其次,将电极插入组织将不可避免地导致损坏。

Now, Charles Lieber’哈佛大学的化学家团队在马萨诸塞州理工学院和波士顿儿童的组织工程师组建了组织工程师’S医院开发一种更好的综合组织和电子产品的方法。而不是使用传统的基于电极的探测器–这提供了较弱的信号,因为它们变小–Lieber和同事选择硅场效应晶体管(FET)作为探测器。 FET传感器可能非常小–在这种情况下,30 NM直径纳米线–并且仍然给予准确的读数。

非侵入性过程

将FET与互连电路一起嵌入特殊的多孔生物相容性3D基质内。然后,研究人员将组织培养在该基质的顶部,该组织产生嵌入组织内部的FET传感器的精细网络。“我们的方法和旧方法之间的巨大区别在于我们的方法是一个非侵入性过程,”李鹏说,里斯的学生Jia Liu说’S实验室和三位引导作者中的一个 关于工作的论文. “当我们记录或刺激组织时,我们不’T需要使用穿过组织的电极。”

研究人员测试了在几周内看到这些传感器是否存在对细胞活力产生任何影响,发现任何效果都很短。然而,他们承认,在技术可用于制作医疗植入物之前,需要长期研究。

为了展示其药物测试技术的有用性,研究人员产生了与FET传感器集成的心脏细胞组织。他们使用传感器监测对去甲肾上腺素的心脏组织的影响,这是一种加速心率的药物。它们测量了组织的两倍增加’在去甲肾上腺素施用后的收缩频率。

合成肌肉

“这是一个优秀的纸张和与组织工程合并柔性电子的第一例。基于纳米线的柔性电子技术可以是可以电测电探测的这种3D组织支架的最佳方法之一,”威斯康星大学麦迪逊大学表皮电子专家振强马议员说。马马表明,该技术对于生产诸如肌肉和神经元的合成型组织的合成版本特别有价值,这是涉及其功能中的电信号的肌肉和神经元。

在不久的将来,研究人员认为这项工作’S适用性可能被限制在改善药物检测中的组织培养。然而,刘同意,从长远来看,对寻求生产的身体部位合成版本的贡献可能是显着的。他解释说,该领域的研究人员已经使用这里使用的类型的细胞外基质来培养合成组织。“然而,过去,这种组织支架是一种被动材料,其只是支持细胞的生长,” says Liu. “但是现在,我们制造了一个纳米电子组织脚手架,不仅支持细胞的生长,而且还可以监测其功能。”

该研究发表在 自然材料.

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者