אוספים

חיישן דמוי צמיד סטירה חדש חוקר תאי לב בפרטים חסרי תקדים

חיישן דמוי צמיד סטירה חדש חוקר תאי לב בפרטים חסרי תקדים

חוקרים יצרו סוג חדש של חיישנים העוטפים רקמת תאי לב מתורבתת ומאפשרים להם ללמוד כיצד תאים אלה מתקשרים זה עם זה כפי שהיו עושים בגוף האדם בתגובה לטיפולים שונים.

חיישני צמיד סטירה חדשים מעניקים נקודת מבט חדשה לחלוטין על מבני תאי לב תלת-ממדיים

חוקרים מאוניברסיטת קרנגי מלון (CMU) והאוניברסיטה הטכנולוגית Nanyang בסינגפור (NTU סינגפור) בנו את מה שהם מכנים פלטפורמת איברים על גבי שבב אלקטרוני (OE-chip) שיכולה למדוד את האלקטרופיזיולוגיה של תאי לב תרבותיים בתוך מבנה תלת מימדי, המציע למדענים נקודת מבט חסרת תקדים על האופן שבו תאים אלה מתקשרים זה עם זה.

קשורים: מדעני לב מודפסים בתלת-ממד עם רקמה אנושית בפעם הראשונה

השיטות הנוכחיות ללמוד כיצד תרופות שונות משפיעות על תאי לב הוגבלו משיקולים פיזיים. "במשך עשרות שנים האלקטרופיזיולוגיה נעשתה באמצעות תאים ותרבויות על גבי משטחים דו-ממדיים, כמו מנות תרבית", אמר צחי כהן-קרני, פרופסור חבר להנדסה ביו-רפואית ומדע והנדסת חומרים ב- CMU. "אנו מנסים לעקוף את האתגר שבקריאת דפוסי החשמל של הלב בתלת ממד על ידי פיתוח דרך לכיווץ של חיישנים סביב תאי הלב וחילוץ מידע אלקטרופיזיולוגי מרקמה זו."

החיישן שפיתחו החוקרים, מתואר במאמר שפורסם בכתב העת התקדמות מדעית, מתחיל כמו חיישן מלבני רגיל ושטוח שעליו מונח מבנה תלת ממדי תרבותי של תאי לב.

ואז, על ידי תחריט שכבה תחתונה של גרמניום המכונה 'שכבת הקרבה', המתח המבני שמחזיק את החיישן שטוח נשבר באותה צורה שהמתח המחזיק צמיד סטירה ישר נשבר כאשר הצד המעוגל של הצמיד פוגע בפרק כף היד של האדם. ללא מתח זה, החיישן מתגלגל לצורת חבית בדיוק כמו צמיד הסטירה ועוטף את עצמו סביב מבנה הרקמה.

החוקרים השתמשו במבנים המכונים ספרואידים לבביים כדי לבדוק את החיישן החדש שלהם. מבנים אלה הם אורגנואידים מאורכים העשויים תאי לב והם רוחב בערך שתיים או שלוש שערות אנושיות. על ידי גלישת החיישן סביב מבנה התא בצורה זו, הם מסוגלים לבדוק את האותות החשמליים העוברים דרך התאים ברמת דיוק שאינה אפשרית באמצעות חיישן דו-ממדי.

"ניתוח מכניקה של תהליך הריל-אפ מאפשר לנו לשלוט בצורה מדויקת בצורת החיישנים כדי להבטיח מגע תואם בין החיישנים לרקמת הלב", אמר ג'ימי הסיה, חבר סגל לשעבר ב- CMU וכיום פרופסור ודיקן מכללת הבוגרים. של NTU סינגפור. "הטכניקה גם מכווננת אוטומטית את רמת ה'מגע 'העדין בין החיישנים לרקמה כך שנמדדים אותות חשמליים באיכות גבוהה מבלי לשנות את התנאים הפיזיולוגיים של הרקמה בגלל לחץ חיצוני."

החוקרים מקווים כי החיישן יאפשר בדיקה של תרופות שונות בתהליכים בתאי לב מתורבתים שעד כה לא ניתן היה לבדוק.

"פלטפורמה זו יכולה לשמש למחקר על התחדשות והתבגרות רקמות לב שעלולות לשמש לטיפול ברקמות פגועות לאחר התקף לב, למשל, או לפיתוח תרופות חדשות לטיפול במחלות", אמרה אנה קלמיקוב, דוקטורט. סטודנט להנדסה ביו-רפואית ב- CMU והמחבר הראשי של העיתון.