• 定制化幾何結(jié)構(gòu)：可調(diào)整電極布局，適應(yīng)不同尺寸（0.5–1.5 mm直徑）的類器官；
• 高密度電極分布：16個(gè)電極均勻覆蓋類器官上、中、下區(qū)域，確保全表面信號(hào)采集。
  
  

• 異丙腎上腺素（10 μM）導(dǎo)致場(chǎng)電位振幅增加81%、跳動(dòng)頻率上升84%、場(chǎng)電位持續(xù)時(shí)間延長12%，符合其正性變時(shí)和變力作用；
• E-4031（1 μM）引起頻率下降34%、持續(xù)時(shí)間延長64%，模擬了心律失常風(fēng)險(xiǎn)；這些結(jié)果與臨床前數(shù)據(jù)一致，驗(yàn)證了 shell MEA在藥物心臟毒性評(píng)估中的可靠性。

圖5. 自發(fā)性跳動(dòng)的心臟類器官的三維活化映射。

在異丙腎上腺素處理后，三維CV映射進(jìn)一步顯示傳導(dǎo)加速（均值從5.12升至6.28 cm/s），且傳播模式呈現(xiàn)區(qū)域異質(zhì)性，提示類器官內(nèi)細(xì)胞類型分布不均。這種空間分辨能力為研究心律失常機(jī)制（如傳導(dǎo)阻滯或折返）提供了新工具。

圖6. 3D傳導(dǎo)速度映射及與鈣成像的一致性驗(yàn)證。

總結(jié)：研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的殼層微電極陣列技術(shù)，通過全表面三維電生理映射，解決了心臟類器官研究中的關(guān)鍵瓶頸。其創(chuàng)新設(shè)計(jì)、長期監(jiān)測(cè)能力及多模態(tài)集成優(yōu)勢(shì)，為心臟疾病建模和藥物測(cè)試提供了更精準(zhǔn)、高效的平臺(tái)。這一突破不僅推動(dòng)了類器官技術(shù)的功能化進(jìn)展，還可擴(kuò)展至腦類器官、骨骼肌類器官等電活性組織模型。其高通量制造潛力（晶圓級(jí)加工）與微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）兼容性，為大規(guī)模藥物篩選和個(gè)性化醫(yī)療奠定基礎(chǔ)。