美國 2D/3D可牽張拉伸微電極陣列刺激與記錄系統(tǒng)

機械力刺激

電刺激記錄

高分辨率成像三合一

美國bm廠家的3D微電極陣列將推進基于類器官的神經(jīng)和神經(jīng)退行性疾病模型

傳統(tǒng)到的商業(yè)微電極陣列是扁平的，因此它們只能記錄球形類器官表面積的一小部分，而BM的 3D 微電極陣列大限度地與類器官表面接觸，以收集比以前更多的神經(jīng)信號。

3D 微電極陣列為球形類器官創(chuàng)建一個更貼近自然地環(huán)境，以模擬健康和疾病狀態(tài)的大腦功能。 這項新技術將推動創(chuàng)傷性腦損傷、阿爾茨海默病及相關癡呆癥、慢性創(chuàng)傷性腦病、自閉癥等方面的研究。

Bmseed應用場景

1、力-電多物理場作用是生命活動的基本屬性之一

生命物質包括細胞和各種組織器官都能產(chǎn)生電活動和都受到應力刺激，盡管它們電位的和電活動產(chǎn)生機理不相同。

這是生命活動的基本屬性之一。

研究表明，電磁場的刺激和機械載荷的刺激一樣影響著細胞的形態(tài)結構及功能，細胞的生長、發(fā)育、成熟、增殖、

衰老、死亡及癌變，細胞的分化及其調控機理。

所以，單一功能的機械載荷裝置或單一功能的電刺激裝置、單一功能的微電極細胞電活動記錄裝置、單一功能的細

胞電信號分析裝置已經(jīng)不能適應生命活動的基本屬性，不能滿足靈活的科研設計。

BMSEED建立了新的多場耦合作用下體外細胞刺激記錄分析模型，將多通道微電極電刺激、細胞阻抗定量測量、電活

動記錄以及生長因子作為非力學因素引入模型，增加模型中的綜合因素，使模型更加合理化。

2、該系統(tǒng)可實現(xiàn)靈活的力-電可耦合刺激

使研究者設計研究：應力本身引起還是由應力產(chǎn)生的電位引起,或是兩者都起作用？

3、該系統(tǒng)可實現(xiàn)阻抗定量測量以及活細胞電活動記錄表征

MEASSURE 的*價值主張和優(yōu)勢：

A. 與細胞培養(yǎng)同時進行的機械、光學和電氣接口：

MEASSURE 的*之處在于它結合了與細胞或組織培養(yǎng)物的三種相互作用模式：機械、光學和電學。從此功能中獲得了以下好處。

1. 拉伸前和拉伸后的比較： MEASSuRE 允許細胞/組織的拉伸后電生理活動正常化到拉伸前水平，因為可拉伸 MEA 上的微電極與細胞/組織拉伸，即它們與細胞/組織保持接觸在拉伸之前、期間和之后在組織（或細胞培養(yǎng)物）上的相同位置。這是 MEASSURE 的*價值主張，由我們獲得的可拉伸微電極技術實現(xiàn)。

2. 重復拉伸和松弛：可拉伸 MEA 的微電極隨著組織彈性拉伸，允許循環(huán)或重復拉伸。這種能力對于研究反復損傷（例如腦震蕩）的影響以及器官芯片和再生醫(yī)學應用非常重要。

3. 組織應變驗證：細胞經(jīng)歷的應變取決于細胞粘附到下面的硅膠膜的強度和均勻性，不一定與可拉伸 MEA 的 PDMS 基板上的應變相同，這取決于位移壓頭。因此，重要的是能夠準確地確定細胞被拉伸了多少。MEASSURE 提供了這種能力。通過設計，細胞在拉伸過程中保持在鏡頭的焦平面上，即細胞可以在整個拉伸過程中通過內置高速攝像機成像。BMSEED 基于 MATLAB 的圖像分析軟件允許使用這些圖像計算細胞的應變。

4. 方便省時：一個工具可以進行三項操作，相對于使用2或3個單獨的工具而言，既方便又節(jié)省時間和空間。

B. 應變的高再現(xiàn)性：音圈致動器 (VCA) 通過將可拉伸 MEA 的可拉伸部分拉過圓柱形壓頭產(chǎn)生運動以在可拉伸 MEA 和組織上產(chǎn)生應變。VCA 中內置的位置傳感器和 PID 控制器可實現(xiàn)的閉環(huán)運動控制。其他細胞拉伸器要么使用氣動系統(tǒng)，要么使用電機來產(chǎn)生應變。氣動系統(tǒng)中的真空抽吸不能被控制，因為在被拉伸的膜（無閉環(huán)）中沒有位置傳感器反饋，提供了較小的可再現(xiàn)應變，這將隨基材特性而變化。電機控制系統(tǒng)在位置（即應變）和電機輸出之間沒有閉環(huán)反饋。