研究人员使用心肌细胞开发 活二极管

科学家们更接近于模仿生物系统相互作用和处理体内信息的方式 - 这是开发新形式的生物机器人和新的治疗方法的重要一步，这些方法适用于肌肉相关的健康问题，如肌肉退行性疾病，心律失常和肢体缺失。使用心脏肌肉细胞和心肌成纤维细胞- 细胞在结缔组织心脏组织中发现-研究人员在Notre Dame大学创建了一个“活二极管”，它可用于基于细胞的信息处理，根据最近的一项研究先进的生物系统。生物工程师通过一种新颖的自成型微图案方法创造了基于肌肉的电路。

使用肌肉细胞打开通向功能性生物结构或“计算组织”的大门，这将允许器官控制和引导体内的机械装置。该设计将两种类型的细胞排列成矩形图案，将可激发细胞与非激发细胞分开，使团队能够单向转换电信号，并利用活细胞实现二极管功能。除了类似二极管的功能外，肌肉细胞的自然起搏能力使得航空航天和机械工程助理教授Pinar Zorlutuna和她的团队通过调节电池的电气频率来传递电信号中嵌入的信息。活动。Zorlutuna的研究由国家科学基金会资助。

“肌细胞具有独特的反应外部信号的能力，同时通过细胞间连接内部与成纤维细胞相连。通过结合这两种细胞类型，我们能够定向启动，放大和传播信号，”Zorlutuna说，他也是导演。该大学组织工程实验室。“这些肌细胞二极管的成功提供了将这种基于细胞的电路连接到生命系统的途径 - 并为生物致动器或生物传感器等生物医学工程应用创建了功能控制单元。”

该团队的工作为生物计算提供了新的选择，其主要侧重于使用转基因单细胞的基因电路或掺杂有化学添加剂的神经网络来创建信息处理系统。单细胞选项处理信息的速度较慢，因为它们在化学过程中继续传递，而基于神经元的方法可能会使信号失效，向后射击最多可达10%。

Zorlutuna探索仿生环境以理解和控制细胞行为。她还在巴黎圣母院纳米科学与技术中心通过组织和基因工程以及微纳米技术研究细胞 - 细胞和细胞 - 环境的相互作用。她是大学干细胞和再生医学中心和哈珀癌症研究所的研究员。