低电压刺激改善起搏响应与组织运动
2018 年，米兰理工大学（Politecnico di Milano）等机构在 APL Bioengineering 报道一种可同时施加电刺激和机械拉伸的心脏芯片。模型用新生大鼠细胞构建三维微组织，研究比较培养刺激怎样改变组织功能，并初步检查药物反应。
中央培养通道限定微组织形状，宽 300 μm、高 150 μm、长 10 mm；两侧通道提供培养液。初始细胞中约 70.3% 为心肌细胞，29.7% 为心脏基质细胞，二者共同形成纤维蛋白凝胶中的组织。
细胞先静置培养 3 天，再接受 2 天电刺激。研究比较 5 V/cm 电场的低电压条件（low voltage，LV）与 74.4 mA/cm²电流密度的高电压条件（high voltage，HV），并保留未受刺激的对照。模拟与电路实测用于检查组织区电场分布及刺激传递。
这两种条件经过各自的电路校准：LV 对应电极间约 0.8 V，HV 约 3 V。数值模型在中央组织区得到约 4.3 V/cm 的相对均匀电场，柱结构周围仍有局部差异。器件的电压和电流随脉冲发生动态变化，因此外部设定值也需要结合实际电路表征解释。
第 5 天，各条件中都可见细胞伸长、相互连接及心肌蛋白条纹；两种电刺激组均有较高存活，组间未达显著差异。存活分析每条件有 3 个样本。形态和存活检查后，研究进一步比较不同条件下的起搏和组织运动。
起搏阈值是使组织跟随外部脉冲同步搏动所需的最低电压。LV、HV 与对照分别为 2.9±0.7、3.4±0.5 和 3.8±0.87 V，其中 LV 与对照差异显著。最大跟随频率分别为 5.67±0.74、4.6±0.6 和 4.5±0.5 Hz，LV 高于另外两组。
在 1 Hz 起搏下，受刺激组织参与运动的面积更大。平均搏动峰值速度在 LV、HV 和对照中分别为 5.8±0.9、4.9±1.2 和 4.0±1.5 μm/s，但运动没有明显统一方向。起搏分析登记 10 个微组织、3 次独立实验；视频运动分析为 6 个微组织、2 次独立实验。
培养条件也影响可观察的钙信号。主文报告 LV 与 HV 组织的钙瞬变幅度均高于对照，并认为平台可进一步检测达峰和衰减等钙动态参数。钙信号与药物处理后的频率、速度实验在文中分别呈现。
窄屏可横向滑动查看完整图表。
异丙肾上腺素加快搏动，速度变化仍属初步观察
研究在培养第 5 天，对 LV、HV 和静置微组织递增加入异丙肾上腺素。这是一种β肾上腺素能受体激动剂，用来检查模型是否保留可被药物调节的搏动反应。4 个浓度为 0.001、0.1、10 和 1000 nM，每一步孵育 15 分钟后记录。
自主搏动频率和收缩速度分开测量。后者既在自主搏动状态，也在 1 Hz 外部起搏状态记录；药物结果以 3 个微组织的均值及标准误呈现。这个分母与前述电刺激功能实验不同。
主文描述 3 个培养条件中的自主搏动随药物浓度升高而加快。10–1000 nM 范围内，对照与 LV 组织的收缩速度也呈上升趋势，HV 中的趋势较弱。作者在讨论中仍将药物测试称为初步实验，明确指出速度的剂量关系需要更多研究，文中也没有直接测量组织收缩力。
机电同步刺激的效果因指标而异
团队进一步将 10% 单轴拉伸与 LV 电刺激同步安排。单独电刺激、机械拉伸和机电联合条件均降低起搏阈值，但最大跟随频率只有单独电刺激组相对对照达到显著差异。联合刺激没有显示出全面优于单一刺激的结果。
这项研究比较了培养条件对不同功能指标的影响：起搏阈值、频率跟随、运动速度和自主频率分别测量。验证来自大鼠微组织；作者将人诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells，iPSC）来源心肌列为后续应用方向。