基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法技术

本发明专利技术属于心脏器官芯片技术领域，提出了一种基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，对心脏器官芯片中的双层基底，以及应变传感器和电生理电极进行优化；通过对心脏器官芯片中的双层基底，以及应变传感器和电生理电极进行优化，包括：对模拟细胞外基质和心外膜的双层基底，通过控制十四烷的相变，在聚二甲基硅氧烷中引入孔隙，以及通过提高聚二甲基硅氧烷交联比来降低杨氏模量；将基于碳纳米管‑聚二甲基硅氧烷的应变传感器和电生理电极，得到杨氏模量与双层基底匹配的应变传感器和电生理电极，集成到了双层基底中；避免了基底和传感器材料杨氏模量过高的问题，实现了软质心肌组织、传感器与基底之间存在力学匹配。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于心脏器官芯片，尤其涉及一种基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法。

技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。

2、心脏器官芯片（heart-on-a-chip，hoc）为研究心血管疾病机制和药物评估提供了先进的模型，能够支持心肌细胞的长期培养，并对关键生理指标进行精确的实时监测。心肌功能的一个关键方面是兴奋-收缩耦合（excitation-contraction coupling，ecc），该过程的紊乱会引发严重的心血管疾病，包括心律失常和心肌梗死。高效的心脏芯片系统必须同时集成电学和机械传感器，以精确描绘与ecc相关的行为。

3、然而，当前心脏芯片中关键组件的杨氏模量通常比心肌组织高出很多，导致了严重的机械失配；具体的，在现有的心脏芯片平台中，其基底和传感器材料的杨氏模量和刚度，相对于柔软、弯曲的心肌组织的杨氏模量来说过高，这种刚性界面会导致不规则的心肌张力，促进与ecc相关蛋白的异常表达，并诱发心动过速和纤维化。解决机械失配问题的传统策略依然存在缺点，比如，通过创建仿生本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，对心脏器官芯片中的双层基底，以及应变传感器和电生理电极进行优化，包括：

2.如权利要求1所述的基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，将30wt.%和40 wt.%的十四烷掺入聚二甲基硅氧烷中，聚二甲基硅氧烷交联比设置为30：1，制备得到杨氏模量分别为第一预设值和第二预设值的双层基底。

3.如权利要求1所述的基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，碳纳米管的渗流阈值为3 wt.%。

4.如权利要求1所述的基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，在碳纳米管-聚二甲基硅氧烷固化过程...

【技术特征摘要】

1.基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，对心脏器官芯片中的双层基底，以及应变传感器和电生理电极进行优化，包括：

2.如权利要求1所述的基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，将30wt.%和40 wt.%的十四烷掺入聚二甲基硅氧烷中，聚二甲基硅氧烷交联比设置为30：1，制备得到杨氏模量分别为第一预设值和第二预设值的双层基底。

3.如权利要求1所述的基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，碳纳米管的渗流阈值为3 wt.%。

4.如权利要求1所述的基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，在碳纳米管-聚二甲基硅氧烷固化过程中，施加电场以促使碳纳米管旋转并对齐排列。

5.如权利要求4所述的基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，十四烷比例为10 wt.%-40 wt.%，交联比不小于40：1。

6.如权利要求5所述的基于机械匹配的心脏器官芯片优化方法，其特征在于，在40：1的碳纳米管-聚二甲基硅氧烷中添加20 wt.%的十四烷，得到杨氏模量为第三预设值的应变传感器和电生理电极；在40：1的碳纳米管-聚二甲基硅氧烷中添加40 wt.%的十四烷，得到杨氏模量为第四预设值的应变传感器和电生...

【专利技术属性】
技术研发人员：王力，韩军磊，陈俊，苏伟光，王柯，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：