从刚开始搏动的心肌细胞建立组织
美国哥伦比亚大学（Columbia University）等团队在 Nature 报道，以人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源心肌细胞建立三维组织，并比较细胞发育阶段和电刺激方式对成熟度的影响。研究使用 3 名供者来源的心肌细胞，加入支持性成纤维细胞，形成悬在两个柔性支柱之间的组织。
早期组在分化第 12 天、刚开始自主收缩时建立组织，晚期组使用第 28 天的细胞。两者分别接受无刺激、固定 2 Hz 或逐步提高刺激频率的方案；后者在 2 周内从 2 Hz 增加至 6 Hz，再以 2 Hz 培养 1 周。
收缩力、超微结构和钙调节分别评价成熟度
早期细胞配合递增刺激的组织出现更规则的肌节排列，肌节长度达到约 2.2 μm，线粒体所占面积约为 30%，并能观察到横小管。基因表达和氧化代谢也接近成人心肌的部分特征。
在 1–6 Hz 的测量范围内，刺激频率增加时收缩力也增强，直接测得的力和收缩幅度约增至 2 倍。钙储存、钙释放和舒张加速的检测提供了独立参照；其他培养组对相同刺激的反应较弱。
研究仍观察到结构成熟与功能成熟速度不同。早期递增刺激组的收缩力高于其他体外组及胎儿组织，但低于成人心肌；4 周培养也尚未实现成人心脏的所有功能。
药物反应随组织成熟度变化
异丙肾上腺素使早期递增刺激组的搏动频率、收缩力和舒张速度增加。研究分别用明场成像和直接力测量建立浓度—反应关系；在电刺激条件下，也以钙成像记录药物作用。
硝苯地平和维拉帕米降低钙瞬变，咖啡因用于检查细胞内钙储备，阻断肌浆网钙释放或回收则改变频率与收缩力的关系。不同检测共同说明，组织成熟度会影响药物在体外模型中的表现。
在心肌肥大模型中，搏动变慢、钙瞬变持续和衰减时间增加，较高频率下难以跟随刺激，收缩力随频率增加的趋势也发生逆转。递增刺激组使健康与病理条件的差异更明显，提供了成熟条件选择与疾病表型比较的资料。