心肌细胞培养与机械拉伸/电刺激工具

近年来，电刺激治疗发展十分迅速，从单一的电刺激神经解决肌肉运动问题发展到调节干细胞分化、启动肢体和脊髓再生、诱导异位眼球产生以及控制肿瘤生长，这些都说明了通过电刺激治疗可以模拟生物电，从而调控生物化学反应和细胞功能?！蹲匀弧吩又咀乓残戳斯刈⒌绱碳ぶ瘟频奈恼隆?药企葛兰素史克把电刺激治疗作为一种未来医学手段，在 2013 年就已经投资 5 千万美元支持生物电治疗研究。

但是，目前电治疗主要是通过直接电刺激人体达到治疗的作用。其技术中包含各种电压 /电流，范围太大，不能有效的控制干细胞分化成其他功能细胞，以及研究高通量电信号与细胞的相瓦作用机理。

使用细胞培养的心肌细胞培养与机械拉伸/电刺激工具，可产生不同的电压/电流实现高通量筛选干细胞分化过程中的电刺激信号。通过高通量的电刺激仪的电刺激研究于细胞的分化并筛选出有利于工细胞向成骨细胞、成纤维细胞、成肌细胞等功能细胞分化的佳电压 /电流，为今后电治疗提供更的技术参数。

通过这种用于调控及筛选细胞分化的高通量的电刺激仪，可实现培养皿上所有细胞在相同温度、湿度及培养基环境条件下，完成相同或不同幅度及频率的电压 /电流刺激信号对相同或不同种类细胞分化影响的高通量筛选，相比于传统方法，该实用新型具有独立性好、便携性好、功率低、干扰小及效率高等特点。

培养皿中的多个电极阵列可用于体外细胞或脑切片的细胞外记录。 MEA 系统用于临床前和药物发现研究已有 50 多年的历史。

这些设备中的电极以网格形式排列在盘子底部，就像棋盘一样。细胞在它们上面培养，或者组织切片放在上面。细胞外电极测量细胞外的细胞活动，称为局部场电位。

通过同时记录多个电极，研究人员可以研究组织内或细胞之间的网络动态。他们还可以同时从多个细胞收集数据，从而提高这些实验的吞吐量。

MEA 通常由带有钛或金电极的玻璃、硅或塑料基板制成。这些传统 MEA 的主要缺点是双重的。先，这些 MEA 由硬材料组成，由于体内的细胞环境是柔软的，因此这些材料在生理上不相关。其次，传统的 MEA 僵化并且不允许应用生物力学线索。这两个缺点导致了一个问题，即坚硬（传统）MEA 上的细胞的行为方式与体内细胞的行为方式不同。

BMSEED 的 MEA 解决了这个问题。它们是W一市售的 MEA，使用柔软的弹性有机硅作为基底，并嵌入可拉伸电极，可将机械信号和电生理学相结合。这些可拉伸 MEA (sMEA) 是 MEASSuRE 平台中的消耗品。

MEASSuRE系统是*也是W一一个结合了三个关键?？榈难芯抗ぞ撸糜谘芯炕道於宰橹缟硌У挠跋?。该设备集成了：

●细胞拉伸装置，用于施加生理和机械拉伸

●用于细胞外电生理学的数据采集?？?，用于评估拉伸前后细胞的健康、功能和成熟度

●活细胞成像系统，用于可视化损伤期间的细胞和细胞过程

这三种范式同时且独立地应用。此电生理学、成像和力学模块这些独1特功能的关键是专有的可拉伸微电极阵列 (sMEA)。目前，BMSEED 是W一一家为体外研究应用提供可拉伸微电极的公司。

这种J端设备可以在受控的体外环境中模拟生理和病理生物力学。它还评估拉伸前后神经元和肌肉细胞（例如心肌细胞）的状况、功能和成熟度。

MEASSuRE 系统的总体目标是使培养皿中的细胞（体外）的行为与体内（体内）的同类型细胞更加相似。这样做将提高临床前研究的准确性，并终提高开发复杂疾病治疗方法的临床试验的成功率。