Учёные Юго-Восточного университета в Нанкине разработали биологическую микросистему под названием «сердце-чип», предназначенную для оценки воздействия лекарственных препаратов на сердечную мышцу. Эта микросистема, обладающая формой, напоминающей бабочку, представляет собой трёхмерную модель, включающую клетки сердечной мышцы крысы, гидрогелевую матрицу и нанокристаллы.
Функционирование «крыльев» микросистемы обусловлено ритмическими сокращениями и расслаблениями клеток сердечной мышцы. Встроенные в структуру микросистемы нанокристаллы изменяют свою отражательную способность в зависимости от состояния клеток: синий цвет свидетельствует о фазе сжатия, тогда как красный — о фазе расслабления.
Идея создания данной микросистемы была вдохновлена способностью хамелеона изменять окраску. В статье, опубликованной в журнале Science Robotics, исследователи отмечают, что их концепция базировалась на этой природной адаптации, и они стремились воссоздать её в лабораторных условиях.
Главная цель «сердца-чипа» заключается в тестировании новых лекарственных препаратов. Устройство позволяет проводить мониторинг влияния различных фармакологических агентов на сердечную мышцу путём наблюдения за изменениями частоты и силы её сокращений. Визуализация этих параметров через изменение цвета «крыльев» способствует более точной интерпретации результатов.
Предварительные испытания микросистемы были успешно проведены с использованием изопротеренола — препарата, аналогичного адреналину, который стимулирует кровообращение и увеличивает частоту сердечных сокращений.
Новая технология обладает значительным потенциалом применения не только в области фармацевтики, но и в других сферах. Например, на основе данной микросистемы возможно создание одежды, реагирующей на изменения частоты сердечных сокращений и изменяющей цвет в зависимости от этих параметров.
Органоиды, также известные как «органы-чипы», представляют собой инновационное направление в медицине, впервые предложенное в 2015 году.