同一循环系统记录肝代谢与心脏功能
肝脏将药物转化为代谢物，可能增加或减弱它对心脏的影响。University of Central Florida、Hesperos 等团队在 Biomaterials 发表的研究，将原代人肝细胞和人诱导多能干细胞（iPSC）来源心肌细胞放入同一微流控系统，以环磷酰胺和特非那定比较两种不同的代谢后果。
芯片使用 3 个培养室，肝细胞放置于胶原包被玻片，心肌细胞分别放置于定制微电极阵列和硅微悬臂。摇摆平台提供重力驱动的往复流动，使 2 mL 无血清培养液循环；每天更换 30% 的培养液。
微电极阵列记录传导速度、自发搏动频率和最短刺激间隔，悬臂偏转反映收缩力。这些非破坏性测量可在同一装置内重复进行。研究还检测肝细胞的白蛋白、尿素和 CYP 活性，并通过药物定量记录培养液中的母体药物及代谢物。
分别培养肝细胞和心肌细胞，建立药物反应参照
团队首先分别在心肌和肝细胞培养中测试环磷酰胺、丙烯醛、特非那定与非索非那定。环磷酰胺在常见治疗浓度范围内对心肌细胞的影响较弱，在最高测试浓度 9 mM 时才明显改变搏动；其代谢相关产物丙烯醛则在更低浓度影响搏动和细胞活力。
特非那定的情况不同。单独培养的心肌细胞暴露于 1 µM 特非那定 48 小时后，搏动频率下降约 80%；更高浓度同时降低细胞活力。非索非那定在 1–10 µM 的测试范围内影响较小，为后续比较肝代谢的保护作用提供了参照。
主芯片实验在装置组装第 4 天加入药物，给药前记录基线，再于 24 和 72 小时后重复测量。环磷酰胺使用 9 mM，特非那定使用 10 µM；这些为装置中的初始加入浓度，后续暴露随流动、吸附、换液和代谢而变化。
环磷酰胺在加入肝细胞后引起更持续的损伤
在有肝细胞的系统中，环磷酰胺给药 24 小时后，心脏传导速度、搏动频率和收缩力分别下降约 62%、93% 和 81%。最短刺激间隔延长也被记录到。作者将这一变化与肝细胞产生心毒性代谢物联系起来。
没有肝细胞时，9 mM 环磷酰胺同样降低收缩力，但 72 小时后恢复。有肝细胞的装置中，收缩力在 72 小时时仍比给药前下降约 50%，电活动则逐渐恢复。机械收缩和电活动由此提供了不同的损伤与恢复信息。
活力检测没有与功能损伤同步下降。alamarBlue 信号反而增加，作者讨论了高浓度环磷酰胺干扰检测反应的可能性。该结果提示这套实验中需要结合功能记录和不同检测方式解释活力信号。
肝代谢减轻特非那定的电活动影响，收缩力仍下降
特非那定给药 24 小时后，没有肝细胞的装置出现传导减慢、搏动减少和最短刺激间隔延长。加入肝细胞后，这些电生理变化减轻；收缩力仍下降约 43%，其改善程度与电活动不同。
在 72 小时观察中，多项心脏功能指标恢复。与此同时，液相色谱—质谱只在有肝细胞的系统中检测到非索非那定，直接支持特非那定在装置内发生代谢转化。
研究因此用同一系统展示了两个方向：环磷酰胺代谢后出现更持续的收缩异常，特非那定代谢后则减轻部分电活动影响。不同功能指标的变化需要分别观察，尤其是收缩力与电生理结果并不总是同步。
药物定量揭示装置吸附对实际暴露的影响
团队为特非那定建立了计算模型，纳入摇摆混合、装置吸附、细胞摄取、肝代谢和每天换液，再与 24、48、72 小时的药物及代谢物实测浓度比较。无细胞装置实验用于估计吸附，肝细胞单独培养实验用于估计代谢相关参数。
特非那定具有较强疏水性。论文报告，10 µM 加药后 24 小时，约 98% 的药物因装置吸附而从培养液中损失。虽然主体使用热塑性材料，PDMS 密封垫仍会吸附药物，因而给药浓度与随时间变化的培养液浓度相差很大。
计算预测与实测浓度的平均差异为 23.7%±33.1%。作者指出，模型尚未纳入细胞释放后药物再次进入细胞的过程，对 PDMS 结合及再次释放的时间变化也采用了简化处理；这些过程可能影响早期浓度预测。
验证围绕两种药物和一个主要肝供者展开
细胞功能维持实验观察至 28 天，主要药物比较集中在给药后 1–3 天。主研究使用 1 位原代肝细胞供者；第二肝供者和 HepG2/C3A 主要用于初始共培养对 CYP 活性的影响比较。
这项研究的具体贡献是把肝代谢、药物暴露、电活动和收缩力放入同一可重复测量的平台。作者提出进一步比较不同肝细胞来源和长期给药条件，并完善计算模型，将浓度预测与芯片功能测量结合。