Un nou dispozitiv monitorizeaza cardiomiocitele fara a le afecta comportamentul

Pentru prima data, inginerii au conceput un dispozitiv care monitorizeaza indeaproape celulele muschiului cardiac fara sa le afecteze comportamentul. Universitatile Tokyo si Riken (Japonia) au colaborat si au produs un senzor moale, care intra in contact direct cu tesutul. Acest dispozitiv ar putea fi util in studierea altor organe, celule si medicamente, dar deschide si calea catre viitoarele dispozitive integrale medicale, potrivit eurekalert.org.

In fiecare dintre noi bate inima, organul care sustine viata. Din pacate, inima nu este intotdeauna perfecta si multe lucruri pot merge rau, astfel ca cercetarile asupra inimii sunt importante pentru noi toti. Sunghoon Lee, de la Universitatea Tokyo, a venit cu ideea unui senzor electric care ar putea monitoriza functionarea celulelor, fiind un mod perfect de a studia cardiomiocitele.

”Pana acum, cand cercetatorii studiau cardiomiocitele in actiune, fixau sonde senzoriale rigide, care impiedicau tendinta naturala a celulelor de a se deplasa in functie de bataile inimii. Din aceasta cauza, observatiile nu reflectau cu acuratete realitatea. Senzorul nostru le permite sa studieze celulele in timp ce se comporta natural. Cheia este sa foloseasca senzorul in combinatie cu un substrat flexibil pe care sa creasca celulele”, explica Lee.

Pentru aceasta cercetare, colaboratorii de la ”Tokyo Women's Medical University” au furnizat cardiomiocite derivate din celulele stem umane. Baza folosita a fost un material foarte moale, numit gel fibrinic. Lee a plasat senzorul deasupra celulelor printr-un proces complex, care a implicat indepartarea si adaugarea mediului lichid in anumite momente. Acest lucru a fost important pentru orientarea corecta a senzorului.

”Este dificil sa potrivim perfect senzorul, lucru ce reflecta cat de necesara este delicatetea in fabricare. Liniile care stau la baza intregului senzor sunt de 10 ori mai subtiri decat parul uman. Am avut nevoie de multa practica si de multa rabdare, dar in final am reusit sa producem cateva prototipuri cu care sa lucram”, explica Lee.

Cum este fabricat senzorul si cum functioneaza?

Pentru a produce senzorul, intai are loc un proces numit electro-filare. Prin acesta se transforma fire fine de poliuretan intr-o foaie plata, fiind similar cu modul in care functioneaza unele imprimante 3D. Aceasta folie este apoi acoperita cu parilen, un tip de plastic ce intareste senzorul. Apoi se aplica aur pentru a construi sondele senzorilor si firele de comunicare. Parilenul suplimentar izoleaza sondele pentru ca semnalele lor sa nu interfereze unul cu celalalt.

Cu ajutorul a trei sonde, senzorul citeste tensiunea din trei locatii diferite. Citirea tensiunii este esentiala in cardiograma. Datorita probelor multiple, cercetatorii pot vedea propagarea semnalelor, care rezulta din declansarea celulelor. Aceste semnale sunt foarte importante cand este evaluat efectul medicamentelor asupra inimii.

Sursa: www.eurekalert.org