一项发表于最新一期《自然·通讯》的研究取得了重要突破:科学家利用基于导电塑料的有机电子材料造出会“跳动”的人工心脏,首次成功模拟了心肌细胞的离子信号传导功能。这项由瑞典林雪平大学团队完成的工作,为未来开发新型心脏修复体、生物植入物和传感设备开辟了潜在路径。
团队开发出一种由导电塑料制成的人工心肌细胞,它能模拟生物心肌细胞在兴奋时产生的电活动,即动作电位。人类心脏的持续跳动依赖于钾、钠、钙离子在细胞膜上的有序运输,从而触发动作电位,驱动心肌收缩。然而,心肌细胞中钙离子通道的相对缓慢特性,使得用追求高速的传统电子器件模拟这一过程面临瓶颈。
该研究的突破点在于利用了有机电子材料的独特优势。有机电子器件能够同时传输电子和离子,因此能以与人体细胞类似的方式进行“沟通”,从而更逼真地再现心脏特有的电信号模式。研究团队指出,这不仅是为了模仿生物学,更是为了掌握使这些生理信号高效可靠的内在原理。
在此之前,同一研究团队已开发出模拟神经细胞功能的人工神经细胞。开发人工心肌细胞被视为该方向上的自然延伸,因为此前缺乏能够模仿心脏特殊离子信号机制的硬件系统。
这项工作具有双重意义。在基础研究层面,它有助于深入理解重现类生物信号所需的材料特性。在应用层面,此类系统未来有望作为生物电子模型和接口。由于是硬件系统,科学家可以精确调控离子浓度、酸碱度等参数,以研究它们对类心脏电信号的影响,并有望在未来与真实的心肌细胞更紧密地连接。
未来,这项技术可能催生更多应用,例如更符合生理节律的小型“自然”起搏器、能够激活肌肉的植入装置,或能早期监测心脏功能异常并触发干预的传感器。然而,实现这些应用的关键前提,是解决人工细胞与生物细胞之间的双向信号交互问题。理想状态下,人工心肌细胞应能接收来自生物细胞的信号,并将其传递至其他细胞,充当修复或替代受损组织的“桥梁”。
一项发表于最新一期《自然·通讯》的研究取得了重要突破:科学家利用基于导电塑料的有机电子材料造出会“跳动”的人工心脏,首次成功模拟了心肌细胞的离子信号传导功能。这项由瑞典林雪平大学团队完成的工作,为未来开发新型心脏修复体、生物植入物和传感设备开辟了潜在路径。
团队开发出一种由导电塑料制成的人工心肌细胞,它能模拟生物心肌细胞在兴奋时产生的电活动,即动作电位。人类心脏的持续跳动依赖于钾、钠、钙离子在细胞膜上的有序运输,从而触发动作电位,驱动心肌收缩。然而,心肌细胞中钙离子通道的相对缓慢特性,使得用追求高速的传统电子器件模拟这一过程面临瓶颈。
该研究的突破点在于利用了有机电子材料的独特优势。有机电子器件能够同时传输电子和离子,因此能以与人体细胞类似的方式进行“沟通”,从而更逼真地再现心脏特有的电信号模式。研究团队指出,这不仅是为了模仿生物学,更是为了掌握使这些生理信号高效可靠的内在原理。
在此之前,同一研究团队已开发出模拟神经细胞功能的人工神经细胞。开发人工心肌细胞被视为该方向上的自然延伸,因为此前缺乏能够模仿心脏特殊离子信号机制的硬件系统。
这项工作具有双重意义。在基础研究层面,它有助于深入理解重现类生物信号所需的材料特性。在应用层面,此类系统未来有望作为生物电子模型和接口。由于是硬件系统,科学家可以精确调控离子浓度、酸碱度等参数,以研究它们对类心脏电信号的影响,并有望在未来与真实的心肌细胞更紧密地连接。
未来,这项技术可能催生更多应用,例如更符合生理节律的小型“自然”起搏器、能够激活肌肉的植入装置,或能早期监测心脏功能异常并触发干预的传感器。然而,实现这些应用的关键前提,是解决人工细胞与生物细胞之间的双向信号交互问题。理想状态下,人工心肌细胞应能接收来自生物细胞的信号,并将其传递至其他细胞,充当修复或替代受损组织的“桥梁”。
3月17日,记者从陆军军医大学西南医院获悉,该院消化内科教授陈磊团队联合陆军军医大学教授张定林首次提出,活性氧响应性纳米材料能够把程序性死亡配体-1蛋白精准传递到肠道炎症部位,有效缓解肠炎 “截至2023年底,与2018年同期相比,京津冀治理区浅层地下水位平均回升2.59米,深层承压水水位平均回升7.06米。”3月22日世界水日到来之际,水利部水资源管理司副司长张鸿星21日接受科技日报记者采 所谓香喷喷的婴儿,到底是源于人们的爱意,还是说确有其香?《通讯·化学》21日一项小型研究首次分析了婴儿和青少年体味化学组成的差异。研究显示,有两种较难闻的化合物仅在青少年体味样本中 瑞士洛桑联邦理工学院工程学院研究团队制造了一种用于内存的新型纳米流体设备,这使他们第一次能连接两个“人工突触”。该设备为受大脑启发的液体硬件设计铺平了道路。这项研究发表在最新一期 “AI热潮”有人欢喜又有人忧:新兴市场遭资金外流! 财联社3月20日讯(编辑 黄君芝)巴西亿万富翁、巴西金融公司Banco BTG Pactual SA创始人Andre Esteves表示,人工智能(AI)股票持续上涨导致发展中国家资本市场资金 3月22日,中国互联网络信息中心(CNNIC)在京发布第53次《中国互联网络发展状况统计报告》。报告显示,截至2023年12月,我国网民规模达10.92亿人,互联网普及率达77.5%;网络基础设施建设持续加强,新型消费 。本文链接:用导电塑料造出“跳动”的人工心肌细胞http://www.sushuapos.com/show-2-16457-0.html
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