Usando um nanofio suspenso, uma equipe de pesquisa da Universidade de Massachusetts criou, pela primeira vez, um pequeno sensor que pode medir simultaneamente as respostas celulares elétricas e mecânicas no tecido cardíaco, um trabalho promissor para estudos de doenças cardíacas, testes de drogas e medicina regenerativa.
Engenharia Elétrica e de Computação (ECE) Ph.D. estudante Hongyan Gao, primeiro autor do artigo publicado online pela revista Science Advances , descreve a invenção como "uma nova ferramenta para estudos cardíacos aprimorados que tem potencial para aplicações de ponta em experimentos de doenças cardíacas".

Como a célula é um elemento funcional básico em biologia, seus comportamentos mecânicos e elétricos são duas propriedades-chave que indicam o estado celular e, consequentemente, são importantes para o monitoramento da saúde, diagnóstico de doenças e reparo tecidual.

"Uma avaliação abrangente do estado celular requer conhecimento das propriedades mecânicas e elétricas ao mesmo tempo", diz o líder da equipe de pesquisa Jun Yao, professor assistente da ECE e adjunto de engenharia biomédica. Essas duas propriedades são geralmente medidas por sensores diferentes, e o grau em que a função da célula é perturbada aumenta com o número de sensores usados.

O sensor é construído a partir de um nanofio de silício semicondutor suspenso em 3D. Com seu tamanho muito menor do que uma única célula, o nanofio pode se prender firmemente à membrana celular e "ouvir" as atividades celulares muito de perto. Ele também possui propriedades únicas para converter atividades bioelétricas e biomecânicas "ouvidas" em sinais elétricos de detecção para detecção.

"Além de desenvolver biochips integrados, nosso próximo passo é integrar os nanossensores em andaimes independentes para inervar tecidos in vitro para estudos de tecidos profundos", diz Yao. “A longo prazo, esperamos que os nanossensores possam ser entregues com segurança aos sistemas cardíacos vivos para melhorar o monitoramento da saúde e o diagnóstico precoce da doença”.

O conceito de mesclar várias funções de detecção em um dispositivo também ampliará as capacidades da engenharia geral de bio-interface, diz Yao. + Explorar mais

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