干細胞衍生的類器官與器官芯片技術的前沿進展正在革新視網(wǎng)膜研究。源自健康及患者捐贈者的人類誘導多能干細胞（hiPSCs）的視網(wǎng)膜類器官，提供了高度模擬人類眼睛的體外模型。這些系統(tǒng)不僅為動物實驗提供了倫理替代方案，更為理解視網(wǎng)膜疾病機制和開發(fā)個性化療法開辟了新途徑。

然而，現(xiàn)有模型仍面臨神經(jīng)元連接有限、缺乏血管結(jié)構(gòu)及重現(xiàn)性不一致等挑戰(zhàn)。值得欣喜的是，材料科學與電子學通過促進組織成熟和實現(xiàn)神經(jīng)元活動的實時監(jiān)測，正在彌補這些技術鴻溝。

低吸附6孔板中的視網(wǎng)膜類器官培養(yǎng)

初期我們采用時序化學誘導與生長因子，在低吸附平板培養(yǎng)小鼠視網(wǎng)膜類器官，成功啟動早期視網(wǎng)膜分化。該方法可模擬早期視網(wǎng)膜發(fā)育過程，獲得包含光感受器在內(nèi)的多種視網(wǎng)膜細胞類型。但視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞（RGCs）主要聚集于類器官內(nèi)部區(qū)域，傳統(tǒng)2D微電極陣列電極難以記錄到其電活動信號。這激發(fā)了我們對保持結(jié)構(gòu)完整性的同時實現(xiàn)電生理功能評估這樣先進測試平臺的迫切需求。

結(jié)構(gòu)維持與功能捕獲：3D 全息類器官網(wǎng)狀MEA（Mesh MEAs）

與傳統(tǒng)2D電極不同，Multi Channel Systems研發(fā)的3D 全息類器官網(wǎng)狀MEA可以允許類器官圍繞電極周圍生長，從而實現(xiàn)對視網(wǎng)膜內(nèi)部細胞的穩(wěn)定長期監(jiān)測。通過保持神經(jīng)元架構(gòu)完整性并捕獲功能信號，Mesh MEA為更精確的光響應檢測及深入探索視網(wǎng)膜發(fā)育與疾病機制提供了可能。

這種網(wǎng)狀的微電極陣列采用柔性聚酰亞胺網(wǎng)格材料，60個電極精確定位于網(wǎng)格節(jié)點。當視網(wǎng)膜類器官接種于網(wǎng)格時，其在生長過程中會自然的包裹住網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。這種設計使電極能夠記錄位于類器官內(nèi)部的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的活動，同時為神經(jīng)節(jié)細胞提供向外延伸的”觸手”的生長空間。這項創(chuàng)新技術顯著提升了視網(wǎng)膜類器官自發(fā)電活動、網(wǎng)絡連接性及光刺激響應的測量精度。