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关 键 词：细胞电生理,细胞电生理机械刺激模型装置,细胞电生理特性机械刺激加载系统,细胞电生理特性力学系统
发布时间：2022-04-11
Bmseed应用场景
1、力-电多物理场作用是生命活动的基本属性之一
生命物质包括细胞和各种组织都能产生电活动和都受到应力刺激，尽管它们电位的和电活动产生机理不相同。
这是生命活动的基本属性之一。
研究表明，电磁场的刺激和机械载荷的刺激一样影响着细胞的形态结构及功能，细胞的生长、发育、成熟、增殖、
衰老、及癌变，细胞的分化及其调控机理。
所以，细胞电生理机械刺激模型装置，单一功能的机械载荷装置或单一功能的电刺激装置、单一功能的微电极细胞电活动记录装置、单一功能的细
胞电信号分析装置已经不能适应生命活动的基本属性，细胞电生理特性力学系统，不能满足灵活的科研设计。
BMSEED建立了新的多场耦合作用外细胞刺激记录分析模型，将多通道微电极电刺激、细胞阻抗定量测量、电活
动记录以及生长因子作为非力学因素引入模型，增加模型中的综合因素，使模型更加合理化。
2、该系统可实现灵活的力-电可耦合刺激
使研究者设计研究：应力本身引起还是由应力产生的电位引起，或是两者都起作用？
脑皮质神经元刺激记录系统
用于比较急性和慢性记录的脑皮质神经元刺激记录系统
脑皮质神经元刺激记录系统的微电极阵列的几种变化被用来记录和刺激皮层内的神经元活动。但绕过免疫反应以保持稳定的记录界面仍然是一个挑战。
我们的研究人员正在不断改变阵列的材料组成和几何形状，以便发现一种组合，使电极-组织界面长期稳定。从这个界面，他们希望获得质量稳定的记录和稳定的、低阻抗的通路，以便在长时间内进行电荷注入。
尽管做出了许多努力，但没有任何一种微电极阵列设计能够避开宿主的免疫反应并保持完全的功能。这项研究是一项初步的努力，它比较了几种配置完全不同的微电极阵列，以用于植入式癫1痫假体。具体来说，NeuroNexus（Michigan）探头、Cyberkinetics（Utah）硅和氧化铱阵列、陶瓷基薄膜微电极阵列（Drexel）和Tucker-Davis Technologies（TDT）微线阵列在一个动物模型中进行了31天的评估。
通过阻抗、电荷量、信噪比、记录稳定性和激发的免疫反应，对植入大鼠的微电极进行了比较。结果表明，微电极类型内部和之间的差异很大，细胞电生理特性机械刺激加载系统，没有明显的优势阵列。根据在整个纵向研究中收集的数据，提出了微电极阵列的一些应用。此外，细胞电生理，还讨论了在一个高度可变的系统中检测生物现象和比较基本不同的微电极阵列的具体限制，并建议如何提高观察结果的可靠性，以及开发更标准化的微电极设计所需的步骤。
体外神经电活动监测系统
在具有机械活性的生物组织中连接电子器件和记录电生理活动是一项非常困难的挑战。
这种挑战延伸到记录脑组织在创伤性脑损伤（TBI）情况下的神经功能，创伤性脑损伤是由快速（数百毫秒内）和大（大于5%的应变）的大脑变形引起的。连接电极必须在多个层面上具有生物相容性，并应与组织一起变形以防止额外的机械损伤。
我们的体外神经电活动监测系统拥有一种弹性可拉伸的微电极阵列（SMEA），它能够经受大的、双轴的、二维的拉伸而保持功能。
新的SMEA由硅膜上的可弹性拉伸的薄金属膜组成。它可以在大的双轴变形之前、期间和之后刺激和检测来自培养的脑组织（海马片）的电活动。
我们已经将SMEA纳入了一个特性良好的体外TBI研究平台——体外神经电活动监测系统，该平台通过拉伸SMEA和粘附的脑片培养，再现了TBI的生物力学特性。
机械损伤参数，如应变和应变率，可以被精1确控制以产生特定水平的损伤。
SMEA允许在损伤前后对神经元功能进行量化，而不需要打破培养的无菌性或为损伤事件重新定位电极，因此可以进行连续和长期的测量。
我们报告了SMEA的测试以及研究机械刺激对神经元功能影响的初步应用，它可以作为一个高含量的、用于TBI的药1物筛查平台。
