在體外模擬心臟組織的收縮和電生理特性困難重重，傳統的研究方法若在體外復制同體內相一致的心臟組織及環境極其具有挑戰性。當然，這些具有同體內相一致特征心臟組織將大大增加體外實驗的準確性。

而微流控技術的出現以后，已經為心肌細胞的體外實驗做出了貢獻，這些實驗能夠在體外產生控制心率的電脈沖信號。例如，研究人員已經建立了一系列布局有傳感器和刺激電極的PDMS微反應腔室，能夠作為電化學和光學監測心肌細胞代謝的工具。另一個微流控芯片實驗室同樣將PDMS中的微流體網絡與平面微電極結合，則可以測量單個成年鼠心肌細胞的細胞電位。

圖2

    圖2層狀心肌分層組織結構構造中可進行結構——功能關系驗證的芯片。該芯片確定了構成心臟組織的收縮結構中心肌細胞的排列和有助于心肌收縮力產生的基因表達譜（受形狀和細胞結構變形影響）。該心臟芯片是生物合成結構：各向異性心室心肌是工程化的彈性體薄膜。

    此特定微流控裝置的設計和制造過程包括以下幾步：需要首先用膠帶（或任何保護膜）覆蓋玻璃表面的邊緣，以便輪廓基底形成的期望形狀，然后進行PNIPA（基丙烯酰胺）的旋轉涂層；待其溶解后，將保護膜剝離，則可以得到PNIPA的獨立體；最后的步驟是將PDMS的保護表面旋涂在覆蓋層上并固化。肌肉薄膜（MTF）可在PDMS的薄柔性基底上進行使心肌單層的工程化操作。為了適當接種2D細胞培養物，使用微接觸印刷技術在PDMS表面上布置纖連蛋白“磚墻”圖案，一旦將心室肌細胞接種在圖案化功能化底物上，則纖連蛋白模式取向可以產生各向異性單層細胞。

（作者：陳有靈犀 科學網科學網轉載僅供參考學習及傳遞有用信息，版權歸原作者所有，如侵犯權益，請聯系刪除）