带心的微芯片

无需电池:由心肌细胞驱动的泵

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生物工程师们一直在积极探索能够移动微观或纳米级流体的小型机制。微流体设备已应用于喷墨打印机,有望实现高效快速的医学检测,仅需极少量的样本即可获得结果。潜在的应用包括用于现场化学分析的芯片实验室设备、工程化的重要器官以及在需要时分泌药物的体内药房。就植入物而言,主要问题之一是电源。微流体通常依赖大型外部装置和电力供应来运行驱动流体通过微通道的执行器。现在,一组研究人员创新了一个概念,该概念反而依赖于一种老式的发动机——活体心脏。

这个位于日本的团队已将培养的大鼠心肌细胞转化为一个直径五毫米的球形脉动微型泵,该泵无需外部电源、电线或刺激。这种简单的装置由一个空心的柔性硅球组成,球体相对两侧带有 400 微米宽的管子——在结构上,它类似于蚯蚓的单腔心脏。大鼠心肌细胞(心肌细胞)环绕着球体,当它们同步搏动时,它们会驱动流体通过管子和球体。周围介质中的细胞营养物质为细胞提供动力。

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