近日，美國諾特丹大學(xué)官網(wǎng)發(fā)布公告稱，該校研究人員用心肌細(xì)胞和心臟成纖維細(xì)胞研制出一種生物活性二極管，開創(chuàng)了一種制造細(xì)胞電路的全新自組裝方法。這項(xiàng)發(fā)表在《先進(jìn)生物系統(tǒng)》雜志上的最新研究，向模擬人體生物系統(tǒng)相互作用和信息處理方式邁出了重要一步，有助于開發(fā)新型生物機(jī)器人以及為肌肉退行性疾病和心律失?；颊咛峁┬碌寞煼?。

諾特丹大學(xué)航天和力學(xué)工程副教授皮娜·佐羅圖娜的團(tuán)隊(duì)，在設(shè)計(jì)中將心肌細(xì)胞和心臟成纖維細(xì)胞排列成矩形，并將激活細(xì)胞與非激活細(xì)胞分開，成功用這些活性細(xì)胞制成能單向傳導(dǎo)電信號(hào)的功能性二極管。

之前研究生物計(jì)算裝置通常選用轉(zhuǎn)基因單細(xì)胞或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但單細(xì)胞依賴化學(xué)過程處理信息速度很慢;而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)信號(hào)的時(shí)間往往會(huì)延后10%，這些阻礙了生物信息處理系統(tǒng)的研發(fā)進(jìn)展。

而佐羅圖娜團(tuán)隊(duì)提供了一種全新選擇。心肌細(xì)胞是一種天然起搏裝置，心肌細(xì)胞電路可模擬心肌細(xì)胞的電活性頻率，通過其內(nèi)電信號(hào)傳遞信息。佐羅圖娜表示，心肌細(xì)胞除了具有對(duì)外來信號(hào)的天然起搏反應(yīng)能力，它還能通過細(xì)胞間相互作用與成纖維細(xì)胞緊密相連，從而沿著一個(gè)方向啟動(dòng)并擴(kuò)增信號(hào)。

心肌細(xì)胞為功能化生物結(jié)構(gòu)的研制打開了一扇新的大門，利用心肌細(xì)胞開發(fā)的計(jì)算組織，將賦予人體器官管控體內(nèi)機(jī)械裝置的神奇能力。最新研制的心肌細(xì)胞二極管還為將生物活性系統(tǒng)加入細(xì)胞電路鋪平了道路，從而可開發(fā)生物起搏器或生物傳感器等功能性控制單元，加快生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的發(fā)展。