将柔性力传感膜接到人源心脏类器官
心脏类器官的收缩可以通过视频观察，但在培养液中直接测量三维组织的微小作用力仍有困难。澳大利亚莫纳什大学（Monash University）与圣文森特医学研究所（St. Vincent’s Institute of Medical Research）等团队将柔性电阻膜集成到软培养腔室，用于连续检测类器官搏动，再检验药物作用和疾病模拟条件下的功能变化。研究发表于 Nature Communications。
模型由同一人诱导多能干细胞（human induced pluripotent stem cells，hiPSC）系分化得到的心肌细胞和内皮细胞构成。团队先将两类细胞组合成细胞片，再形成三维球状结构；切片中的心肌肌钙蛋白 T 和 CD31 染色分别确认心肌细胞与内皮细胞。这是工程化血管化心脏类器官，药物结果来自该培养模型。
传感部分是在聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）膜上形成带纳米裂纹的铂薄膜。类器官收缩和舒张使膜形变，进而改变电阻。团队以外加力标定电阻响应，再用该关系估算收缩力指标。电阻变化是传感信号，力的估算还依赖标定和组织接触状态。
先检查组织接触，再与成像和电生理比较
三维类器官悬浮于培养液，直接放入腔室并不能保证可靠接触。研究用柔软探针逐步靠近组织，以信噪比判断接触程度。接触不足时信号较弱，过度压迫又会妨碍类器官收缩。合适接触因此是获得稳定力学信号的重要条件。
团队将传感器结果与视频成像同步比较。强、正常和不规则搏动下，两种方法的频率及波形时间特征相近；在弱搏动示例中，视频未能清楚检测到收缩曲线，电阻膜仍能检出。该比较显示了这一测量方式在微弱运动条件下的用途，验证范围限于研究所测模型与设置。
研究还把传感膜放到类器官上方，下方使用三维微电极阵列（microelectrode array，MEA），同步记录细胞外场电位和力学信号。MEA 检查电活动，电阻膜检查收缩造成的形变；两类记录可以比较时间对应关系，并分别分析搏动频率、场电位持续时间和相对收缩力。
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卡巴胆碱改变频率和收缩力，去极化峰没有同样变化
卡巴胆碱（carbachol）用于检验模型对药理刺激的反应。同步 MEA 与力学测量比较未处理、1 μM 和 10 μM 条件，每组图示为 3 个重复。10 μM 时搏动频率及相对收缩力降低，场电位持续时间延长，去极化峰幅度却没有显著改变。各指标的反应并不一致。
另一个实验在类器官培养第 9–10 天进行累积给药，从 1 nM 到 10 μM 持续记录约 17,000 秒。随浓度提高，搏动频率和相对收缩力下降，较高浓度下出现不规则搏动。团队还分析相邻搏动间隔的变异，观察到节律不稳定增加；该部分图示同样采用 3 个重复。
药物加入后的变化具有时间过程：频率先迅速降低，达到较强效应后逐渐回到基础水平。持续记录同时呈现短时峰值反应和后续恢复过程。研究分别测试逐次加入药物和更换含药培养液，两种操作用于检查测量在实际暴露过程中的表现。
培养液更换会产生明显的背景电流尖峰，但仍可检测到随后的搏动及卡巴胆碱引起的搏动频率降低。处理过程中信号扰动与组织反应需要区分。累积给药记录也保留了此前暴露的影响，不可直接当作每个浓度下独立培养的结果。
疾病条件下的功能变化，与筛选性能分别判断
团队进一步比较正常与模拟 2 型糖尿病培养条件。高糖和脂肪酸组合处理 72 小时后，类器官搏动频率降低，波形衰减时间延长，上升时间与搏动力没有显著改变。对照培养液加入甘露醇及相应载体。该结果说明系统能够区分不同收缩和舒张特征的变化。
研究还在培养第 3、7、14 天检查功能，观察到频率及波形时间特征随培养改变，并展示蓝牙传输到手机的记录方式。
本研究完成了人源类器官中的力学测量、成像及电生理比较，并以卡巴胆碱和疾病模拟条件验证功能反应。主要比较使用 3 个重复，方法说明统计分析至少采用 3 个类器官，且未进行盲法。模型来自单一 hiPSC 系，尚未通过多药物参照集、多个供者或独立实验室检验筛选性能。